(三年模拟一年创新)2016届高考数学复习 第五章 第一节 平面向量的概念及坐标运算 理(全国通用)
高考数学科学复习创新方案:平面向量的概念及其线性运算
平面向量的概念及其线性运算[课程标准]1.了解平面向量的实际背景,理解平面向量的意义和两个向量相等的含义.2.理解平面向量的几何表示和基本要素.3.掌握平面向量加、减运算及运算规则,理解其几何意义.4.掌握平面向量数乘运算及运算规则,理解其几何意义,理解两个平面向量共线的含义.5.了解平面向量的线性运算性质及其几何意义.1.向量的有关概念名称定义备注向量既有01大小又有02方向的量;向量的大小叫做向量的长度(或称模)平面向量是自由向量零向量长度为030的向量记作0,其方向是任意的单位向量长度等于041个单位的向量与非零向量a 共线的单位向量为±a|a |平行向量方向相同或05相反的非零向量(又叫做共线向量)0与任意向量平行(或共线)相等向量长度相等且方向06相同的向量两向量只有相等或不相等,不能比较大小相反向量长度相等且方向07相反的向0的相反向量为0量2.向量的线性运算向量运算定义法则(或几何意义)运算律加法求两个向量和的运算交换律:a +b=08b +a ;结合律:(a +b )+c =09a +(b +c )减法求两个向量差的运算a -b =a +(-b )数乘求实数λ与向量a 的积的运算|λa |=10|λ||a |,当λ>0时,λa 与a 的方向11相同;当λ<0时,λa 与a 的方向12相反;当λ=0时,λa =130(λ+μ)a =14λa +μa ;λ(a +b )=15λa+λb3.共线向量定理向量a (a ≠0)与b 共线的充要条件是:存在唯一一个实数λ,使b =λa .1.一般地,首尾顺次相接的多个向量的和等于从第一个向量起点指向最后一个向量终点的向量,即A 1A 2→+A 2A 3→+A 3A 4→+…+A n -1A n =A 1A n →.特别地,一个封闭图形首尾连接而成的向量和为零向量.2.在△ABC 中,三角形三边上的中线交于点G ,G 为△ABC 的重心,则有如下结论:(1)GA →+GB →+GC →=0;(2)AG →=13(AB →+AC →);(3)GD →=12(GB →+GC →)=16(AB →+AC →).3.OA →=λOB →+μOC →(λ,μ为实数),若点A ,B ,C 共线,点O 不在直线BC 上,则λ+μ=1.4.对于任意两个向量a ,b ,都有||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |.1.(多选)(2023·日照月考)下列命题中错误的是()A .平行向量就是共线向量B .相反向量就是方向相反的向量C .a 与b 同向,且|a |>|b |,则a >bD .两个向量平行是这两个向量相等的必要不充分条件答案BC解析A 显然正确;由相反向量的定义知B 错误;任何两个向量都不能比较大小,C 错误;两个向量平行不能推出这两个向量相等,而两个向量相等可以推出这两个向量平行,故D 正确.故选BC.2.如图所示,向量OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,A ,B ,C 三点在一条直线上,且AC →=-3CB →,则()A .c =-12a +32bB .c =32a -12bC .c =-a +2bD .c =a +2b答案A解析∵AC →=-3CB →,∴AC →=32AB →,∴OC →-OA →=32(OB →-OA →),∴OC→=32OB →-12OA →,即c =-12a +32b .故选A.3.已知点O 为△ABC 的外接圆的圆心,且OA →+OB →+CO →=0,则△ABC 的内角A =()A .30°B .45°C.60°D.90°答案A解析由OA→+OB→+CO→=0,得OA→+OB→=OC→,又O为△ABC的外接圆的圆心,根据向量加法的几何意义,四边形OACB为菱形,且∠CAO=60°,因此∠CAB=30°.4.(人教A必修第二册习题6.2T10(1)改编)已知向量a,b,若|a|=2,|b|=4,则|a-b|的取值范围为________.答案[2,6]解析当a与b方向相同时,|a-b|=2,当a与b方向相反时,|a-b|=6,当a与b不共线时,2<|a-b|<6,所以|a-b|的取值范围为[2,6].5.(人教A必修第二册6.2.3例8改编)设a与b是两个不共线向量,且向量a+λb与-(b-2a)共线,则λ=________.答案-12解析依题意知2a-b≠0,向量a+λb与2a-b共线,设a+λb=k(2a-b),则有(1-2k)a+(k+λ)b=0,因为a,b是两个不共线向量,故a与b均不为零向-2k=0,+λ=0,解得k=12,λ=-12.例1(多选)(2023·烟台月考)给出下列命题,其中叙述错误的命题为() A.向量AB→的长度与向量BA→的长度相等B.向量a与b平行,则a与b的方向相同或相反C.|a|+|b|=|a-b|⇔a与b方向相反D.若非零向量a与非零向量b的方向相同或相反,则a+b与a,b之一的方向相同答案BCD解析A 正确,AB →与BA →是相反向量,长度相等;B 错误,当a ,b 其中之一为0时,不成立;C 错误,当a ,b 其中之一为0时,不成立;D 错误,当a +b =0时,不成立.故选BCD.平面向量有关概念的四个关注点(1)相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性.(2)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关.(3)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量,解题时,不要把它与函数图象的移动混淆.(4)非零向量a 与a |a |的关系:a|a |是与a 同方向的单位向量.1.设a 0为单位向量,有下列命题:①若a 为平面内的某个向量,则a =|a |a 0;②若a 与a 0平行,则a =|a |a 0;③若a 与a 0平行且|a |=1,则a =a 0.其中假命题的个数是()A .0B .1C .2D .3答案D解析向量是既有大小又有方向的量,a 与|a |a 0的模相等,但方向不一定相同,故①是假命题;若a 与a 0平行,则a 与a 0的方向有两种情况:一是同向,二是反向,反向时a =-|a |a 0,故②③也是假命题.综上所述,假命题的个数是3.故选D.2.(2023·常德月考)给出下列命题:①若两个向量相等,则它们的起点相同,终点相同;②若a 与b 共线,b 与c 共线,则a 与c 也共线;③若AB →与BC →共线,则A ,B ,C 三点在同一条直线上;④a 与b 是非零向量,若a 与b 同向,则a 与-b 反向;⑤已知λ,μ为实数,若λa =μb ,则a 与b 共线.其中真命题的序号是________.答案③④解析①是假命题,两个向量起点相同,终点相同,则两个向量相等;但两个向量相等,不一定有相同的起点和终点;②是假命题,若b=0,则a与c不一定共线;③是真命题,AB→与BC→共线且有公共点B,故有A,B,C三点在同一条直线上;④是真命题,b与-b反向,a与b同向,故a与-b反向;⑤是假命题,当λ=μ=0时,a与b可以为任意向量,满足λa=μb,但a与b不一定共线.角度平面向量线性运算的几何意义例2若向量a≠0,b≠0,且|a|=|b|=|a-b|,则向量a与向量a+b所在直线的夹角是________(用弧度表示).答案π6解析设OA→=a,OB→=b,以OA,OB为邻边作▱OACB,如图所示,则a+b=OC→,a-b=BA→.因为|a|=|b|=|a-b|,所以.|OA→|=|OB→|=|BA→|,所以△OAB是等边三角形,所以∠BOA=π3在菱形OACB中,对角线OC平分∠BOA,所以向量a与向量a+b所在直线的夹角为π.6利用向量线性运算的几何意义解决问题的方法(1)根据两个向量的和与差,构造相应的平行四边形或三角形,再结合其他知识求解相关问题.(2)实数λ的正负决定向量λa(a≠0)的方向,|λ|的大小决定λa的模,据此可判断有关直线平行、三点共线,也可以推出有关线段的长度关系.(2023·德州模拟)已知点O是平面上一定点,点A,B,C是平面上不共线的三个点,动点P满足OP→=OA→+λ∈[0,+∞),则点P 的轨迹一定经过△ABC的()A .内心B .垂心C .重心D .外心答案A解析因为AB →|AB →|,AC →|AC →|分别表示向量AB →,AC →方向上的单位向量,所以AB →|AB →|+AC →|AC →|的方向与∠BAC 的平分线方向一致,所以OP →-OA →=AP →=λ∈[0,+∞),所以向量AP →的方向与∠BAC 的平分线方向一致,所以点P 的轨迹一定经过△ABC 的内心.故选A.角度平面向量线性运算例3(1)(2022·新课标Ⅰ卷)在△ABC 中,点D 在边AB 上,BD =2DA ,记CA→=m ,CD→=n ,则CB →=()A .3m -2nB .-2m +3nC .3m +2nD .2m +3n答案B解析CD →=23CA →+13CB →,即CB →=-2CA →+3CD →=-2m +3n .故选B.(2)(2023·宣城模拟)我国东汉末数学家赵爽在《周髀算经》中利用一副“弦图”给出了勾股定理的证明,后人称其为“赵爽弦图”,它是由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形,如图所示.在“赵爽弦图”中,若BC →=a ,BA →=b ,BE →=3EF →,则BF →=()A.1225a +925b B.1625a +1225bC.45a +35bD.35a +45b 答案B解析BF →=BC →+CF →=BC →+34EA →=BC →+34(EB →+BA →)=BC →-34BF →+得BF →=1625BC →+1225BA →,即BF →=1625a +1225b .平面向量的线性运算的求解策略(2023·芜湖质量检测)如图所示,下列结论正确的是()①PQ →=32a +32b ;②PT →=-32a -32b ;③PS →=32a -12b ;④PR →=32a +b .A .①②B .③④C .①③D .②④答案C解析由a +b =23→,知PQ →=32a +32b ,①正确;由a -b =23PT →,知PT →=32a-32b ,②错误;PS →=PT →+b ,故PS →=32a -12b ,③正确;PR →=PT →+2b =32a +12b ,④错误.故选C.角度利用线性运算求参数例4(2023·江苏省八市第二次调研)在▱ABCD 中,BE →=12BC →,AF→=13AE →.若AB →=mDF →+nAE →,则m +n =()A.12B.34C.56D.43答案D解析AE →=AB →+BE →=AB →+12AD →,DF →=DA →+AF →=-AD →+13AE →=13AB →-56→,=2AB →+AD →,=25AB →-AD →,∴2AE →+65DF →=125AB →,∴AB →=12DF →+56AE →,m +n =12+56=43.故选D.利用向量的线性运算求参数的步骤先通过向量的线性运算用两个不共线的向量表示有关向量,然后对比向量等式求出参数或建立方程(组)求解.在△ABC 中,点M ,N 满足AM →=2MC →,BN →=NC →.若MN →=xAB →+yAC →,则x =________,y =________.答案12-16解析因为MN →=MC →+CN →=13AC →+12CB →=13AC →+12(AB →-AC →)=12AB →-16AC →=xAB →+yAC →,所以x =12,y =-16.例5(1)(2023·滨州二模)已知O ,A ,B ,C 为平面α内的四点,其中A ,B ,C 三点共线,点O 在直线AB 外,且满足OA →=1x OB →+2y OC →.其中x >0,y >0,则x +8y 的最小值为()A .21B .25C .27D .34答案B解析根据题意,A ,B ,C 三点共线,点O 在直线AB 外,OA →=1x OB →+2yOC →.设BA →=λBC →(λ≠0,λ≠1),则OA →=OB →+BA →=OB →+λBC →=OB →+λ(OC →-OB →)=λOC →+(1-λ)OB →,-λ=1x ,=2y ,消去λ得1x +2y =1,∴x +8y =(x +8y1+2x y +8y x +16≥17+22x y ·8yx=x =5,y =52时等号成立故选B.(2)(2023·潍坊三模)已知a ,b 是平面内两个不共线的向量,AB →=a +λb ,AC →=μa +b ,λ,μ∈R ,则A ,B ,C 三点共线的充要条件是()A .λ-μ=1B .λ+μ=2C .λμ=1 D.λμ=1答案C解析A ,B ,C 三点共线的充要条件是AB →=m AC →且m ∈R ,∵AB →=a +λb ,AC →=μa +b ,又AB →=mAC →,∴a +λb =mμa +m b=mμ,=m ,∴λμ=1.故选C.共线向量定理的三个应用1.已知向量a ,b 不共线,且c =λa +b ,d =a +(2λ-1)b ,若c与d 共线反向,则实数λ的值为()A .1B .-12C.12D .-2答案B解析由于c 与d 共线反向,则存在实数k 使c =k d (k <0),于是λa +b =k [a+(2λ-1)b ],整理得λa +b =k a +(2λk -k )b .由于a ,b 不共线,=k ,=2λk -k ,整理得2λ2-λ-1=0,解得λ=1或λ=-12.又因为k <0,所以λ<0,故λ=-12.故选B.2.(2023·济南模拟)如图,在平行四边形ABCD 中,M ,N 分别为AB ,AD 上的点,且AM→=45AB →,连接AC ,MN 交于点P ,若AP →=411AC →,则点N 为()A .AD 的中点B .AD 上靠近点D 的三等分点C .AD 上靠近点D 的四等分点D .AD 上靠近点D 的五等分点答案B解析设AD →=λAN →,因为AP →=411AC →=411(AB →+AD →)→+=511AM →+4λ11AN →,又M ,N ,P 三点共线,所以511+4λ11=1,解得λ=32,所以AN→=23AD →,所以点N 为AD 上靠近点D 的三等分点.课时作业一、单项选择题1.如图,O 是平行四边形ABCD 的两条对角线的交点,则下列等式正确的是()A.DA→-DC→=AC→B.DA→+DC→=DO→C.OA→-OB→+AD→=DB→D.AO→+OB→+BC→=AC→答案D解析对于A,DA→-DC→=CA→,错误;对于B,DA→+DC→=2DO→,错误;对于C,OA→-OB→+AD→=BA→+AD→=BD→,错误;对于D,AO→+OB→+BC→=AB→+BC→=AC→,正确.故选D.2.(2024·成都市高三高考适应性考试)设a是非零向量,λ是非零实数,下列结论中正确的是()A.a与λa的方向相反B.a与λ2a的方向相同C.|-λa|≥|a|D.|-λa|≥|λ|a答案B解析对于A,当λ>0时,a与λa的方向相同,当λ<0时,a与λa的方向相反,故A不正确,B正确;对于C,|-λa|=|-λ||a|,由于|-λ|的大小不确定,故|-λa|与|a|的大小关系不确定,故C不正确;对于D,|λ|a是向量,而|-λa|表示长度,两者不能比较大小,故D不正确.3.设a,b都是非零向量,下列四个条件中,使a|a|=b|b|成立的充分条件是()A.a=-b B.a⊥bC.a=2b D.a⊥b且|a|=|b|答案C解析由于a,b都是非零向量,若a|a|=b|b|成立,则a与b需要满足共线同向.4.已知a,b为不共线的非零向量,AB→=a+5b,BC→=-2a+8b,CD→=3a -3b,则()A.A,B,C三点共线B.A,B,D三点共线C .B ,C ,D 三点共线D .A ,C ,D 三点共线答案B解析由于a ,b 为不共线的非零向量,根据向量共线定理,向量AB →,BC →,向量BC →,CD →显然不共线,A ,C 错误;BD →=BC →+CD →=a +5b =AB →,AB →与BD →有公共点B ,所以A ,B ,D 三点共线,B 正确;AC →=AB →+BC →=-a +13b ,显然和CD →也不共线,D 错误.故选B.5.(2023·新乡模拟)如图,在矩形ABCD 中,O ,F 分别为CD ,AB 的中点,在下列选项中,使得点P 位于△AOF 内部(不含边界)的是()A.OP →=OA →+OC →B.OP →=13OA →+23OB→C.OP→=OD →+12OF → D.OP→=-14OD →+12OA →答案D解析对于A ,OA →+OC →的终点即为点F ;对于B ,13OA →+23OB →的终点在线段OF 的右侧;对于C ,OD →+12OF →的终点在线段OA 的左侧;对于D ,-14OD →+12OA→=14OC →+12OA →→+△AOF 内部.故选D.6.(2023·衡水二中高三一模)在正方形ABCD 中,E 在CD 上且有CE →=2ED →,AE 与对角线BD 交于点F ,则AF →=()A.13AB →+23AD →B.34AB →+14AD →C.14AB →+34AD →D.13AD →+AB →答案C解析如图,正方形ABCD中,CE→=2ED→,则DE=13CD=13AB,因为AB∥CD,所以△DEF∽△BAF,则EFAF =DEBA=13,故AF→=34AE→=34(AD→+DE→)=34AD→+3 4×13AB→=34AD→+14AB→.故选C.7.(2023·大连模拟)在△ABC中,AD→=2DB→,AE→=2EC→,P为线段DE上的动点,若AP→=λAB→+μAC→,λ,μ∈R,则λ+μ=() A.1 B.23C.32D.2答案B解析如图所示,由题意知,AE→=23AC→,AD→=23AB→,设DP→=xDE→,所以AP→=AD→+DP→=AD→+xDE→=AD→+x(AE→-AD→)=xAE→+(1-x)AD→=23xAC→+23(1-x)AB→,所以μ=23x,λ=23(1-x),所以λ+μ=23(1-x)+23x=23.8.(2023·海口高三月考)点P是菱形ABCD内部一点,若2P A→+3PB→+PC→=0,则菱形ABCD的面积与△PBC的面积的比值是()A.6B.8C.12D.15答案A解析如图,设AB的中点为E,BC的中点为F,因为2PA →+3PB →+PC →=0,即2PA →+2PB →+PB →+PC →=0,则4PE →+2PF →=0,即PF →=-2PE →,则S △PBC =2S △PBF =2×23S △BEF =43×14△ABC =13×12S菱形ABCD=16S 菱形ABCD ,所以菱形ABCD 的面积与△PBC 的面积的比值是6.故选A.二、多项选择题9.(2023·丹东月考)下列各式中结果为零向量的是()A.AB →+MB →+BO →+OM →B.AB →+BC →+CA →C.OA →+OC →+BO →+CO →D.AB →-AC →+BD →-CD→答案BD解析AB→+MB →+BO →+OM →=AB →,A 不正确;AB →+BC →+CA →=AC →+CA →=0,B 正确;OA →+OC →+BO →+CO →=BA →,C 不正确;AB →-AC →+BD →-CD →=(AB →+BD →)-(AC →+CD →)=AD →-AD →=0,D 正确.10.(2023·福清高三模拟)设点M 是△ABC 所在平面内一点,则下列说法正确的是()A .若AM →=12AB →+12AC →,则点M 是边BC 的中点B .若AM →=2AB →-AC →,则点M 在边BC 的延长线上C .若AM →=-BM →-CM →,则点M 是△ABC 的重心D .若AM →=xAB →+yAC →,且x +y =12,则△MBC 的面积是△ABC 的面积的12答案ACD解析对于A ,AM →=12AB →+12AC →⇒12AM →-12AB →=12AC →-12AM →,即BM →=MC →,则M 是边BC 的中点,所以A 正确;对于B ,AM→=2AB →-AC →⇒AM →-AB →=AB →-AC →,所以BM →=CB →,则点M 在边CB 的延长线上,所以B 错误;对于C ,如图,设BC 的中点为D ,则AM →=-BM →-CM →=MB →+MC →=2MD →,由重心性质可知C 正确;对于D ,AM →=xAB →+yAC →,且x +y =12⇒2AM →=2xAB →+2yAC →,2x +2y =1.设AD →=2AM →,所以AD →=2xAB →+2yAC →,2x +2y =1,可知B ,C ,D 三点共线,所以△MBC 的面积是△ABC 的面积的12,所以D 正确.故选ACD.11.如图所示,B 是AC 的中点,BE →=2OB →,P 是平行四边形BCDE 内(含边界)的一点,且OP →=xOA →+yOB →(x ,y ∈R ),下列结论中正确的是()A .当P 是线段CE 的中点时,x =-12,y =94B .当x =-12时,y ∈32,4C .若x +y 为定值2,则在平面直角坐标系中,点P 的轨迹是一条线段D .x -y 的最大值为-1答案CD解析当P 是线段CE 的中点时,OP →=OE →+EP →=3OB →+12(EB →+BC →)=3OB →+12(-2OB →+AB →)=-12OA →+52OB →,故A 错误;如图1,当x =-12时,令OF →=-12OA →,则OP→=-12OA →+yOB →⇔OP →=OF →+yOB →⇔FP →=yOB →⇔FP →∥OB →,①当P 在点M 时,则△OAB ∽△F AM ,∴OB FM =OA F A =23,∴FM =32OB ,即y =32.②当P 在点N 时,∵BE →=2OB →,则FN →=32OB →+2OB →=72→,即y =72,∴y ∈32,72,故B 错误;如图2,当x +y =2时,OP →=x 2·2OA →+y 2·2OB →,令OH →=2OA →,OK →=2OB →,则OP →=x 2OH →+y 2OK →,∵x 2+y2=1,∴P ,H ,K 三点共线,且HK 交CD 于I ,HK ∥BC ,∴点P 的轨迹是线段KI ,故C 正确;由图可知x ≤0,y ≥1,当x =0,y =1时,x -y 取得最大值-1,故D 正确.故选CD.三、填空题12.若点O 是△ABC 所在平面内的一点,且满足|OB →-OC →|=|OB →+OC →-2OA →|,则△ABC 的形状为________.答案直角三角形解析因为OB →+OC →-2OA →=OB →-OA →+OC →-OA →=AB →+AC →,OB →-OC →=CB →=AB →-AC →,所以|AB →+AC →|=|AB →-AC →|,即AB →·AC →=0,故AB →⊥AC →,所以△ABC 为直角三角形.13.在直角梯形ABCD 中,∠A =90°,∠B =30°,AB =23,BC =2,点E 在线段CD 上(点E 不与点C ,D 重合),若AE →=AD →+μAB →,则μ的取值范围是________.答案0,12解析由题意可求得AD =1,CD =3,∴AB →=2DC →.∵点E 在线段CD 上(点E 不与点C ,D 重合),∴DE →=λDC →(0<λ<1).∵AE →=AD →+DE →,又AE →=AD →+μAB →=AD →+2μDC →=AD →+2μλDE →,∴2μλ=1,即μ=λ2.∵0<λ<1,∴0<μ<12.14.(2023·浙江高三模拟)在矩形ABCD 中,AB =3,AD =4,P 为矩形ABCD 所在平面上一点,满足PB ⊥PD ,则|PA →|的最大值是________,|PA →+PC →|的值是________.答案55解析因为PB ⊥PD ,所以点P 的轨迹为以BD 为直径的圆(不含点B ,D ),如图,设BD 的中点为O ,由题意得BD =5,所以圆O 的半径r =52,由圆的性质可得|PA →|max =2r =5.由矩形的性质可得O 也为AC 的中点,所以|PA →+PC →|=|2PO →|=2r =5.四、解答题15.(2024·四川绵阳三台中学月考)已知向量a ,b 不共线,且OA →=2a -b ,OB →=3a +b ,OC →=a +λb .(1)将AB →用a ,b 表示;(2)若OA →与OC →共线,求λ的值.解(1)因为OA→=2a -b ,OB →=3a +b ,所以AB →=OB →-OA →=3a +b -(2a -b )=a +2b .(2)因为OA →与OC →共线,OA →=2a -b ,OC →=a +λb ,所以OA →=tOC →,即2a -b =t (a +λb ),又向量a ,b =t ,1=tλ,解得t =2,λ=-12,即λ的值为-12.16.如图,在△ABC 中,D 为BC 的四等分点,且靠近B 点,E ,F 分别为AC ,AD 的三等分点,且分别靠近A ,D 两点,设AB →=a ,AC →=b .(1)试用a ,b 表示BC →,AD →,BE →;(2)证明:B ,E ,F 三点共线.解(1)在△ABC 中,因为AB →=a ,AC →=b ,所以BC →=AC →-AB →=b -a ,AD →=AB →+BD →=AB →+14BC →=a +14(b -a )=34a +14b ,BE→=BA→+AE→=-AB→+13AC→=-a+13b.(2)证明:因为BE→=-a+13b,BF→=BA→+AF→=-AB→+23AD→=-a+14b=-12a+16ba+13b所以BF→=12BE→,所以BF→与BE→共线,且有公共点B,所以B,E,F三点共线.。
高考数学课标Ⅲ版5.1平面向量的概念及线性运算、平面向量的基本定理
2.(2017课标全国Ⅱ,4,5分)设非零向量a,b满足|a+b|=|a-b|,则 ( ) A.a⊥b B.|a|=|b| C.a∥b D.|a|>|b| 答案 A 本题考查向量的有关概念. 由|a+b|=|a-b|的几何意义知,以向量a、b为邻边的平行四边形为矩形,所以a⊥b.故选A.
一题多解 将|a+b|=|a-b|两边分别平方得|a|2+2a·b+|b|2=|a|2-2a·b+|b|2,即a·b=0,故a⊥b.故选A.
,则| BM
|2的最大值是
(
)
A. 43
4
B. 49
4
C. 37 6 3 4
D. 37 2 33 4
答案 B 以A为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,
则A(0,0),C(2 3 ,0),B( 3 ,3). 设P(x,y),∵| AP |=1,
∴x2+y2=1,
∵ PM
= MC
2
+ FC
=
1 2
b
a
+
1 2
a
b
= 12 (a+
b)= AD ,故选A.
考点二 平面向量的基本定理及向量的坐标运算
1.(2015课标Ⅰ,2,5分,0.734)已知点A(0,1),B(3,2),向量 AC =(-4,-3),则向量 BC = ( )
A.(-7,-4) B.(7,4)
1 2
AD
+μ( AD- AB
),
即 AB
《2016届走向高考》高三数学一轮(人教A版)课件第5章第1节平面向量的概念与线性运算
给出下列命题: ①若|a|=|b|,则 a=b;②若 A、B、C、D 是不共线的四点, 则A→B=D→C是四边形 ABCD 为平行四边形的充要条件;③若 a =b,b=c,则 a=c;④a=b 的充要条件是|a|=|b|且 a∥b.其中 正确命题的序号是________(写出所有正确命题的序号).
• [答案] ②③
[解析] ①不正确.两个向量的长度相等,但它们的方向 不一定相同.
②正确.∵A→B=D→C,∴|A→B|=|D→C|且A→B∥D→C, 又∵A,B,C,D 是不共线的四点,∴四边形 ABCD 为平 行四边形;反之,若四边形 ABCD 为平行四边形,则A→B∥D→C且 |A→B|=|D→C|,因此,A→B=D→C.
(2)已知 B、D、F 共线,考虑条件中给出B→F,(1)中求出B→D, 故存在实数 μ,使B→F=μB→D,解方程可求 k.
[解析] (1)由已知得B→D=C→D-C→B=(2e1-e2)-(e1+3e2) =e1-4e2,
∵A→B=2e1-8e2,∴A→B=2B→D,
又A→B与B→D有公共点 B.∴A、B、D 三点共线.
零向量
_长__度__为__0_的向量叫做零向量,其方向是__任__意____ 的,零向量记作__0______
单位向量 长度等于__1______个单位的向量
方向相同或__相__反____的___非__零___向量叫做平行向 平行向量 量,平行向量又叫__共__线____向量.规定:
___0_____与任一向量平行.
(2)减法 ①三角形法则:已知向量 a,b,在平面上 任取一点 O,作O→A=a,O→B=b,则B→A=a-b. ②减去一个向量等于加上这个向量的相反向量.
高考数学一轮总复习教学课件第五章 平面向量、复数第1节 平面向量的概念及线性运算
→
→
②利用结论“若=λ+μ(λ,μ为实数),则 A,B,C 三点共线的
充要条件是λ+μ=1”来证明三点共线,但应注意此结论成立的前提条
→
→
件是“,不共线”.
[针对训练]
→
→
→
(1)已知向量 a,b 且=a+2b,=-5a+6b,=7a-2b,则一定共线的三
点是(
A.A,B,D
相等,与起点(终点)无关.
(3)两向量可以相等,也可以不相等,但两向量不能比较大小.向量
的模长均为实数,所以模长可以比较大小.
(4)非零向量a与 || 的关系: ||是与a同方向的单位向量.
[针对训练] 给出下列命题:
→
→
①若A,B,C,D是不共线的四点,且 = ,则四边形ABCD为平行
(1)|a|与|b|是否相等和a,b的方向无关.( √
(2)若a∥b,b∥c,则a∥c.(
→
×
)
)
→
(3)向量与向量是共线向量,则 A,B,C,D 四点在一条直线上.
(
)
×
(4)当两个非零向量a,b共线时,一定有b=λa,反之成立.( √
)
2.在平行四边形ABCD中,点E是DC的中点,点F是BC的一个三等分点
k(2a-b),则有(1-2k)a+(k+λ)b=0,因为a,b是两个不共线向量,故a
- = ,
与b均不为零向量,所以
+ = ,
解得 k=,λ=-.
提升·关键能力
类分考点,落实四翼
考点一
平面向量的基本概念
[例1] (1)下列命题正确的是(
高考数学专题复习《平面向量的概念及线性运算》PPT课件
向量
模等于 1
的向量
a
向量为±|a|
名称
相等的
向量
定 义
备 注
大小 相等 、方向 相同
的向量
两个向 如果两个 非零 向量的方向 相同或相反 ,则
量平行 称这两个向量平行.两个向量平行也称为两个向
两向量只有相等或不相
等,不能比较大小
规定零向量与任一向量
平行(共线)
(共线)
量共线
相反
给定一个向量,把与这个向量方向 相反 、大 零向量的相反向量仍是
.
,而且λa的方向如下:
,
(ⅱ)当λ=0或a=0时,λa= 0
.
实数λ与向量a相乘的运算简称为数乘向量.
(2)数乘向量的定义说明
如果存在实数λ,使得b=λa,则b∥a.
(3)数乘向量的几何意义
数乘向量的几何意义是,把向量沿着它的方向或反方向放大或缩小.特别地,
一个向量的相反向量可以看成-1与这个向量的乘积,即-a=(-1)a.
D.
3.(多选)(2020山东郓城第一中学高三模拟)若点G是△ABC的重心,BC边的
中点为D,则下列结论正确的是(
A.G 是△ABC 的三条中线的交点
B. + + =0
C. =2
D. =
)
答案 ABC
解析 对于 A,△ABC 三条中线的交点就是重心,故 A 正确;对于 B,根据平行四
(4)数乘向量的运算律
设λ,μ为实数,则λ(μa)=(λμ)a;
特别地,我们有(-λ)a=-(λa)=λ(-a).
5.向量的运算律
一般地,对于实数λ与μ,以及向量a,有
(1)λ(μa)= (λμ)a ;(2)λa+μa= (λ+μ)a
高考数学一轮总复习 专题5.1 平面向量的概念及线性运算练习(含解析)理
专题5.1 平面向量的概念及线性运算真题回放1.【2017年高考新课标Ⅱ卷文4题】设非零向量a ,b 满足+=-b b a a 则 ( ) A.a ⊥b B. =b a C. a ∥b D. >b a 【答案】A2.【2016年高考山东理8题】已知非零向量m ,n 满足4|m |=3|n |,cos ,m n =13.若n ⊥(t m +n ),则实数t 的值为 (A )4 (B )–4(C )94(D )–94【答案】B【考点】平面向量的数量积【名师点睛】本题主要考查平面向量的数量积、平面向量的坐标运算.解答本题,关键在于能从n ⊥(t m +n )出发,转化成为平面向量的数量积的计算.本题能较好地考查考生转化与化归思想、基本运算能力等.3.【2016年高考北京理4题】设,a b 是向量,则“||||=a b ”是“||||+=-a b a b ”的 (A ) 充分而不必要条件 (B )必要而不充分条件(C ) 充分必要条件 (D )既不充分也不必要条件 【答案】D【考点】充要条件,向量运算【名师点睛】由向量数量积的定义||||cos θ⋅=⋅⋅a b a b (θ为a ,b 的夹角)可知,数量积的值、模的乘积、夹角知二可求一,再考虑到数量积还可以用坐标表示,因此又可以借助坐标进行运算.当然,无论怎样变化,其本质都是对数量积定义的考查.求解夹角与模的题目在近几年高考中出现的频率很高,应熟练掌握其解法. 考点分析融会贯通题型一 平面向量的概念典例1 (2016-2017年河北武邑中学高二文周考)点C 在线段AB上,且,则ACuuu r 等于( )【答案】D【解析】因为点C 在线段AB 上,所以AC uuu r 等于 D.考点:向量的相等. 解题技巧与方法总结平面向量的概念问题需要牢牢抓住平行向量(共线向量)、相等向量、相反向量的概念及特征,需要注意平行向量可以包含两个向量重合的情况,这点需要与直线平行加以区别【变式训练1】(2016-2017学年河北武邑中学高一上学期月考)下列说法正确的是( ) A .零向量没有方向 B .单位向量都相等 C .任何向量的模都是正实数 D .共线向量又叫平行向量 【答案】D考点:向量的概念.【变式训练2】设a r是非零向量,λ是非零实数,下列结论中正确的是( )A .a r 与λa r的方向相反 B .a r 与2λa r 的方向相同 C .|-λa r |≥| a r|D .|-λa r |≥| λ|·a r【答案】B【解析】对于A ,当λ>0时,a r 与λa r 的方向相同,当λ<0时,a r 与λa r的方向相反,B 正确;对于C ,|-λa r |=|-λ|| a r |,由于|-λ|的大小不确定,故|-λa r |与| a r|的大小关系不确定;对于D ,|λ| a r 是向量,而|-λa r|表示长度,两者不能比较大小.【变式训练3】(2015-2016学年江西上饶铅山县一中高一下学期期中)下列关系式正确的是 ( )A. 0AB BA +=uu u r uu r rB. a b ⋅r r是一个向量 C. AB AC BC -=uu u r uuu r uu u r D. 00AB ⋅=uu u r r【答案】D 【解析】试题分析:A 相反向量的和为零向量,所以A 不正确;B 两向量的数量积是一个实数,所以B 不正确;C 根据向量的减法的三角形法则,得CB AC =-AB ,故C 不正确;D 零与任何向量的数量积等等于零向量,故D 正确.考点:平面向量的线性运算;向量的数量积的定义及其性质.1.向量:既有大小又有方向的量叫作向量.向量的大小叫向量的长度(或模).2.几个特殊的向量(1)零向量:长度为零的向量,记作0,其方向是任意的. (2)单位向量:长度等于1个单位长度的向量.(3)平行向量:方向相同或相反的非零向量,平行向量又称为共线向量,规定0与任一向量共线.(4)相等向量:长度相等且方向相同的向量. (5)相反向量:长度相等且方向相反的向量.典例2 (青海省平安县第一高级中学2015~2016课后练习)设向量,a b rr 不平行,向量a b λ+r r 与2a b +r r平行,则实数λ=___________【答案】12考点:向量平行的条件 解题技巧与方法总结(1)证明三点共线问题,可用向量共线解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线.(2)向量,a b r r共线是指存在不全为零的实数12,λλ,使120a b λλ+=r r r 成立;若120a b λλ+=r r r ,当且仅当12λλ==0时成立,则向量,a b r r不共线.【变式训练1】(青海省平安县第一高级中学2015~2016课后练习)已知向量i r 与j r不共线,且,,1AB i m j AD ni j m =+=+≠u u u r r r u u u r r r,若,,A B D 三点共线,则实数,m n 满足的条件是( )A. 1m n +=B. 1m n +=-C. 1mn =D. 1mn =-【解析】法一:Q ,,1AB i m j AD ni j m =+=+≠u u u r r r u u u r r r,若,,A B D 三点共线且,,A B D 三点共线所以存在非零实数λ,使AB AD λ=uu u r uuu r即()i m j ni j λ+=+r r r rQ i r 与j r不共线所以1n m λλ=⎧⎨=⎩1n m λλ⎧=⎪⇒⎨⎪=⎩∴1mn =法二:由题可得, AB CD uu u r uu u rP∴AB AD λ=uu u r uuu r∴11m n = ∴1mn =考点:向量共线定理【变式训练2】已知(1,0),(2,1)a b ==r r(1) 当k 为何值时,ka b -r r 与2a b +r r共线?(2) 若23AB a b =+uu u r r r ,BC a mb =+uu u r r r,且,,A B C 三点共线,求m 的值【答案】1-232(2)Q ,,A B C 三点共线AB BC ∴u u u r u u u rP故存在实数λ,使得AB BC λ=uu u r uu u r()23a b a mb λ+=+r r r r∴2λ=,32m =考点:向量的运算法则、共线定理 知识链接:平行向量:方向相同或相反的非零向量,平行向量又称为共线向量,规定0与任一向量共线. 两个向量共线定理:向量b 与非零向量a 共线⇔有且只有一个实数λ,使得b =λa . 题型二 向量的线性运算 命题点1 简单的向量线性运算典例 (吉林省吉林大学附属中学2017届高三第五次摸底考试数学(理))在梯形ABCD 中,3AB DC =uu u r uuu r ,则BC uu u r等于( )【答案】D解题技巧与方法总结(1)解题的关键在于熟练地找出图形中的相等向量,并能熟练运用相反向量将加减法相互转化.(2)用几个基本向量表示某个向量问题的基本技巧: ①观察各向量的位置; ②寻找相应的三角形或多边形; ③运用法则找关系;④化简结果.【变式训练1】(河南省商丘市九校2016-2017学年高一下学期期中)如图12,e e u r u r为互相垂直的单位向量,向量a b c ++r r r可表示为( )A. 1223e e +u r u rB. 1232e e +u r u rC. 1232e e -u r u rD. 1233e e --u r u r【答案】B【解析】 1212122,2,2a e e b e e c e e =+=-=+u r u r u r u r u r u r r r r ,故 1232a b c e e ++=+u r u rr r r .知识链接:平面向量的基本定理如果12,e e u r u r是一个平面内的两个不共线向量,那么对这一平面内的任一向量,有且只有一对实数21,λλ使:1122a e e λλ=+r u r u r 其中不共线的向量12,e e u r u r叫做表示这一平面内所有向量的一组基底【变式训练2】(北京市东城区2017届高三5月综合练习(二模)数学理)设,a b rr 是非零向量,则“,a b rr 共线”是“ )A. 充分而不必要条件B. 必要而不充分条件C. 充分必要条件D. 既不充分也不必要条件 【答案】B命题点2 向量线性运算运用典例 (山东省淄博市临淄中学2016-2017学年高二上学期期末考试数学(理)试题)如图在空间四边形 OABC 中,点M 在OA 上,且 2OM MA = , N 为BC 中点,则MN uuu r等于( )A.121232OA OB OC -+uu ruu u r uuu r B.211322OA OB OC -++uu r uuu r uuu r C.111222OA OB OC +-uu ruu u r uuu r D.221332OA OB OC+-uu ruu u r uuu r【答案】B【名师点睛】进行向量的运算时,要尽可能转化到平行四边形或三角形中,选用从同一点出发的基本量或首尾相接的向量,运用向量的加减运算及数乘来求解,充分利用相等的向量,相反的向量和线段的比例关系,把未知向量转化为与已知向量有直接关系的向量来解决 【变式训练1】如图所示,已知AB 是圆O 的直径,点C ,D 是半圆弧的两个三等分点,AB →=a ,AC →=b ,则AD →=( )A .a -12b B.12a -bC .a +12b D.12a +b【答案】D【解析】连接CD ,由点C ,D 是半圆弧的三等分点,得CD ∥AB 且CD →=12AB →=12a ,所以AD →=AC →+CD →=b +12a .【变式训练2】如图所示,设P 、Q 为△ABC 内的两点,且=+,=+,则△ABP与△ABQ 的面积之比为 .【答案】知识链接:1.向量加法:求两个向量和的运算叫做向量的加法,例AB BC AC +=uu u r uu u r uuu r(1)0+0a a a =+=r r r r r;(2)向量加法满足交换律与结合律;2.向量加法有“三角形法则”与“平行四边形法则”:(1)用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与已知向量的始点重合的那条对角线,而差向量是另一条对角线,方向是从减向量指向被减向量(2) 三角形法则的特点是“首尾相接”,由第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的有向线段就表示这些向量的和;差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点当两个向量的起点公共时,用平行四边形法则;当两向量是首尾连接时,用三角形法则. 向量加法的三角形法则可推广至多个向量相加:AB BC CD PQ QR AR +++++=u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u rL ,但这时必须“首尾相连”. 3.向量的减法 :向量a r 加上b r 的相反向量叫做a r 与b r的差,记作:()a b a b -=+-r r r r 求两个向量差的运算,叫做向量的减法4.作图法:a b -r r 可以表示为从b r 的终点指向a r 的终点的向量(a r 、b r有共同起点)命题点3 向量线性运算求参数值或取值范围典例 1(黑龙江省齐齐哈尔市第一中学校2016-2017学年高一3月月考数学(理)试题)已知在ABC ∆中,点在边上,且2,CD DB CD r AB sAC ==+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,则的值为( ) A. 0 B. D. 3- 【答案】A【解析】分析试题由已知可得:()22223333CD CB AB AC AB AC ==-=-uu u r uu r uu u r uuu r uuu r uuu r ,所以=点睛:向量的线性运算,注意理解加法的三角形法则和平行四边形法则以及减法法则的运用. 【变式训练1】(2013·江苏卷)设D ,E 分别是△ABC 的边AB ,BC 上的点,AD =12AB ,BE =23BC.若DE →=λ1AB →+λ2AC →(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为________.【答案】12【变式训练2】在△ABC 中,M 为边BC 上任意一点,N 为AM 的中点,AN →=λAB →+μAC →,则λ+μ的值为 ( )A. 12B. 13C. 14D .1【答案】A【解析】∵M 为BC 上任意一点,∴可设AM →=x AB →+y AC →(x +y =1).∵N 为AM 的中点,∴AN →=12AM →=12x AB →+12y AC →=λ AB →+μ AC →,∴λ+μ=12(x +y )=12.知识链接:三点共线的性质定理:(1)若平面上三点A 、B 、C 共线,则AB →=λBC →.(2)若平面上三点A 、B 、C 共线,O 为不同于A 、B 、C 的任意一点,则OC →=λOA →+μOB →,且λ+μ=1.典例2【2014届广东省东莞市高三第二次模拟考试】如图所示,A 、B 、C 是圆O 上的三点,CO 的延长线与线段AB 交于圆内一点D ,若OC =uuu r xOA yOB +uu r uu u r,则 ( )A.01x y <+<B.1x y +>C.1x y +<-D.10x y -<+<【答案】C【变式训练】(2014北京东城高三期末)在直角梯形ABCD 中,90,30,2,A B A BB C ∠=︒∠=︒==,点E 在线段CD 上,若AE AD AB μ=+uu u r uuu r uu u r,则实数μ的取值范围是 .【答案】102⎡⎤⎢⎥⎣⎦, 【解析】由题意可求得1,AD CD ==2AB DC =uu u r uuu r.因为点E 在线段CD 上,所以DE DC λ=uuu r uuu r(01λ≤≤).因为AE AD DE =+uu u r uuu r uuu r ,又AE AD AB μ=+uu u r uuu r uu u r =2AD DC μ+u u u r u u u r =2AD DE μλ+uuur uuu r ,所以2μλ=1,即μ=2λ.因为0≤λ≤1,所以0≤μ≤12.知识交汇例1 如图,经过△OAB 的重心G 的直线与OA ,OB 分别交于点P ,Q ,设OP →=mOA →,OQ →=nOB →,m ,n ∈R ,则1n +1m的值为________.【答案】3【交汇技巧】本题将向量的共线定理与三角形重心的性质进行结合,三角形重心是三条边中线的交点,另外本题还结合了方程思想,通过消去λ得到m ,n 之间的关系例2 已知点O 为△ABC 外接圆的圆心,且0OA OB CO ++=uu r uu u r uu u r r,则△ABC 的内角A 等于( )A .30°B .60°C .90°D .120°【答案】A【解析】 由0OA OB CO ++=uu r uu u r uu u r r 得OA OB OC +=uu r uu u r uuu r,由O 为△ABC 外接圆的圆心,结合向量加法的几何意义知四边形OACB 为菱形,且∠CAO =60°,故A =30°.【交汇技巧】三角形外接圆的圆心是三角形三条边垂直平分线的交点,到三个顶点距离相等,结合0OA OB CO ++=uu r uu u r uu u r r可得四边形OACB 为平行四边形的条件,得出四边形OACB 为菱形,从而求出角A 的大小 练习检测1.【山东省淄博实验中学2015届高三第一学期第一次诊断考试试题,文10】在ABC ∆中,点,M N 分别是,AB AC 上,且32,5AM MB AN AC ==uuu r uuu r uuu r uuu r,线段CM 与BM 相交于点P ,且,AB a AC b ==u u u r r u u u r r,则AP uu u r 用a r 和b r 表示为( )A .4193AP a b =+uu u r r rB .4293AP a b =+uu u r r rC . 2493AP a b =+uu u r r rD .4377AP a b =+uu u r r r【答案】A2.(江西省南昌市重点学校2016-2017学年高一4月检测)已知ABC ∆的边BC 上有一点D 满足3BD DC =uu u r uuu r ,则AD uuu r可表示为( )A. 23AD AB AC =-+uuu r uu u r uuu rB.【答案】C【解析】如图所示,3.(2015届北京市156中学高三上学期期中考试理科)如图,向量b a -等于( )(A )2124e e -- (B )2142e e --(C )213e e - (D )213e e - 【答案】C点评:12,e e u r u r 是两个单位向量,从图上将,a b r r用单位向量表示出来4.已知点O ,A ,B 不在同一条直线上,点P 为该平面上一点,且2OP →=2OA →+BA →,则 ( )A .点P 在线段AB 上B .点P 在线段AB 的反向延长线上C .点P 在线段AB 的延长线上D .点P 不在直线AB 上 【答案】B【解析】因为2OP →=2OA →+BA →,所以2AP →=BA →,所以点P 在线段AB 的反向延长线上,故选B. 5.(2016-2017学年天津市静海县第一中学高二上学期期末五校联考理)如图,在三棱柱111ABC A B C -中,M 为11A C 的中点,若1,,AB a BC b AA c ===uu u r r uu u r r uuu r r,则BM uuu r 可表示为( )A. 1122a b c -++r r rB. 1122a b c ++r r rC. 1122a b c --+r r rD. 1122a b c -+r r r【答案】A【解析】()111222BN BA BC a b =+=-+uuu r uu r uu u r r r Q1122BM BN NM a b c ∴=+=-++uuu r uuu r uuur r r r,故本题正确答案为A6.(江西省赣州市十四县(市)2017届高三下学期期中联考(理))如图,平行四边形ABCD的两条对角线相交于点O ,点E , F 分别在边AB , AD 上,直线EF 交AC 于点K , AK AO λ=uuu r,则λ等于( )【答案】C7.在△ABC 中,E ,F 分别为AC ,AB 的中点,BE 与CF 相交于G 点,设AB →=a ,AC →=b ,试用a ,b 表示AG →.8.设点O 在ABC V 内部,且有40OA OB OC ++=uu r uu u r uuu r r,求△ABC 的面积与△OBC 的面积之比.【答案】S △ABC ∶S △OBC =3∶2.【解析】取BC 的中点D,连接OD,则+=2,4++=0,∴4=-(+)=-2,∴=-.∴O 、A 、D 三点共线,且||=2||,∴O 是中线AD 上靠近A 点的一个三等分点, ∴S △ABC ∶S △OBC =3∶2.9.在任意四边形ABCD 中,E 是AD 的中点,F 是BC 中点,求证:()1=+2EF AB DC uu u r uu u r uuu r法二:连接EB EC uu r uu u r , 则=+EC ED DC uu u r uu u r uuu r()()11==+++=22EF EC EB ED DC EA AB +uu u r uu u r uu r uu u r uuu r uu r uu u r ()1+2AB DC uuu r uuu r。
高考数学一轮复习讲义第五章平面向量概念及线性运算
向量的线性运算
例 2 在△ABC 中,D、E 分别为 BC、AC 边上的中点,G 为 BE 上一点,且 GB=2GE,设A→B=a,A→C=b,试用 a,b 表示 A→D,A→G.
结合图形性质,准确灵活运用三角形法则和平行四边形法则是向 量加减运算的关键. 解 A→D=12(A→B+A→C)=12a+12b; A→G=A→B+B→G=A→B+23B→E=A→B+13(B→A+B→C) =23A→B+13(A→C-A→B)=13A→B+13A→C=13a+13b.
定义
法则(或几 何意义)
运算律
求两个向量 加法
和的运算
三角形 平行四边形
(1)交换律: a+b=b+a
(2)结合律: (a+b)+c= a+(b+c) .
要点梳理
忆一忆知识要点
求 a 与 b 的相
减法 反向量-b 的 和的运算叫做 a 与 b 的差
三角形 法则
a-b=a+(-b)
(1)|λa|= |λ||a| ;
一轮复习讲义
平面向量的概念及线性运算
要点梳理
忆一忆知识要点
1.向量的有关概念
名称
定义
备注
向量
既有大小又有方向的量;向 量的大小叫做向量的长度 平面向量是自由向量
(或称为模)
长度为 0 的向量;其方向
零向量 是任意的
记作 0
非零向量 a 的单位向量
单位向量 长度等于1个单位 的向量
为±|aa|
要点梳理
探究提高
(1)正确理解向量的相关概念及其含义是解题的关键. (2)相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性. (3)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关. (4)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.解题时, 不要把它与函数图象移动混为一谈. (5)非零向量 a 与|aa|的关系是:|aa|是 a 方向上的单位向量.
高考数学考点与题型知识点5平面向量
平面向量平面向量 (2)第一节平面向量的概念及线性运算 (2)考点一平面向量的有关概念 (3)考点二平面向量的线性运算 (5)考点三共线向量定理的应用 (7)第二节平面向量基本定理及坐标表示 (13)考点一平面向量基本定理及其应用 (14)考点二平面向量的坐标运算 (15)考点三平面向量共线的坐标表示 (16)第三节平面向量的数量积 (22)考点一平面向量的数量积的运算 (23)考点二平面向量数量积的性质 (26)第四节平面向量的综合应用 (33)考点一平面向量与平面几何 (33)考点二平面向量与解析几何 (34)考点三平面向量与三角函数 (35)第五章 平面向量第一节 平面向量的概念及线性运算一、基础知识1.向量的有关概念(1)向量的定义及表示:既有大小又有方向的量叫做向量.以A 为起点、B 为终点的向量记作AB ―→,也可用黑体的单个小写字母a ,b ,c ,…来表示向量.(2)向量的长度(模):向量AB ―→的大小即向量AB ―→的长度(模),记为|AB ―→|. 2.几种特殊向量单位向量有无数个,它们大小相等,但方向不一定相同;与向量a 平行的单位向量有两个,即向量a|a |和-a|a |.3.向量的线性运算三角形法则 平行四边形法则三角形法则多个向量相加,利用三角形法则,应首尾顺次连接,a+b+c表示从始点指向终点的向量,只关心始点、终点.4.共线向量定理向量a(a≠0)与b共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使得b=λa.只有a≠0才保证实数λ的存在性和唯一性.二、常用结论(1)若P为线段AB的中点,O为平面内任一点,则OP―→=12(OA―→+OB―→).(2)OA―→=λOB―→+μOC―→(λ,μ为实数),若点A,B,C三点共线,则λ+μ=1.考点一平面向量的有关概念[典例]给出下列命题:①若a=b,b=c,则a=c;②若A,B,C,D是不共线的四点,则AB―→=DC―→是四边形ABCD为平行四边形的充要条件;③a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b ; ④若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c . 其中正确命题的序号是________.[解析] ①正确.∵a =b ,∴a ,b 的长度相等且方向相同, 又b =c ,∴b ,c 的长度相等且方向相同, ∴a ,c 的长度相等且方向相同,故a =c .②正确.∵AB ―→=DC ―→,∴|AB ―→|=|DC ―→|且AB ―→∥DC ―→, 又A ,B ,C ,D 是不共线的四点, ∴四边形ABCD 为平行四边形; 反之,若四边形ABCD 为平行四边形, 则AB ―→∥DC ―→且|AB ―→|=|DC ―→|,因此,AB ―→=DC ―→.③不正确.当a ∥b 且方向相反时,即使|a |=|b |,也不能得到a =b ,故|a |=|b |且a ∥b 不是a =b 的充要条件,而是必要不充分条件.④不正确.考虑b =0这种特殊情况. 综上所述,正确命题的序号是①②. [答案] ①②[解题技法] 向量有关概念的关键点 (1)向量定义的关键是方向和长度.(2)非零共线向量的关键是方向相同或相反,长度没有限制. (3)相等向量的关键是方向相同且长度相等. (4)单位向量的关键是长度都是一个单位长度.(5)零向量的关键是长度是0,规定零向量与任意向量共线. [题组训练] 1.给出下列命题:①两个具有公共终点的向量,一定是共线向量; ②λa =0(λ为实数),则λ必为零;③λ,μ为实数,若λa =μb ,则a 与b 共线. 其中错误的命题的个数为( ) A .0B .1C .2D .3解析:选D ①错误,两向量共线要看其方向而不是起点或终点.②错误,当a =0时,不论λ为何值,λa =0.③错误,当λ=μ=0时,λa =μb =0,此时,a 与b 可以是任意向量.故错误的命题有3个,故选D.2.设a 0为单位向量,下列命题中:①若a 为平面内的某个向量,则a =|a |·a 0;②若a 与a 0平行,则a =|a |a 0;③若a 与a 0平行且|a |=1,则a =a 0,假命题的个数是( )A .0B .1C .2D .3解析:选D 向量是既有大小又有方向的量,a 与|a |a 0的模相同,但方向不一定相同,故①是假命题;若a 与a 0平行,则a 与a 0的方向有两种情况:一是同向,二是反向,反向时a =-|a |a 0,故②③也是假命题.综上所述,假命题的个数是3.考点二 平面向量的线性运算[典例] (1)(2018·全国卷Ⅰ)在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB ―→=( )A.34AB ―→-14AC ―→B.14AB ―→-34AC ―→C.34AB ―→+14AC ―→ D.14AB ―→+34AC ―→(2)如图,在直角梯形ABCD 中,DC ―→=14AB ―→,BE ―→=2EC ―→, 且AE ―→=r AB ―→+s AD ―→,则2r +3s =( )A .1B .2C .3D .4[解析] (1)作出示意图如图所示.EB ―→=ED ―→+DB ―→=12AD ―→+12CB ―→=12×12(AB ―→+AC ―→)+12(AB ―→-AC ―→)=34AB ―→-14AC ―→.故选A. (2)根据图形,由题意可得AE ―→=AB ―→+BE ―→=AB ―→+23BC ―→=AB ―→+23(BA ―→+AD ―→+DC ―→)=13AB ―→+23(AD ―→+DC ―→)=13AB ―→+23⎝⎛⎭⎫AD ―→+14AB ―→=12AB ―→+23AD ―→. 因为AE ―→=r AB ―→+s AD ―→,所以r =12,s =23,则2r +3s =1+2=3.[答案] (1)A (2)C[解题技法] 向量线性运算的解题策略(1)常用的法则是平行四边形法则和三角形法则,一般共起点的向量求和用平行四边形法则,求差用三角形法则,求首尾相连的向量的和用三角形法则.(2)找出图形中的相等向量、共线向量,将所求向量与已知向量转化到同一个平行四边形或三角形中求解.(3)用几个基本向量表示某个向量问题的基本技巧:①观察各向量的位置;②寻找相应的三角形或多边形;③运用法则找关系;④化简结果. (4)与向量的线性运算有关的参数问题,一般是构造三角形,利用向量运算的三角形法则进行加法或减法运算,然后通过建立方程组即可求得相关参数的值.[题组训练]1.设D 为△ABC 所在平面内一点,BC ―→=3CD ―→,则( ) A .AD ―→=-13AB ―→+43AC ―→B .AD ―→=13AB ―→-43AC ―→C .AD ―→=43AB ―→+13AC ―→D .AD ―→=43AB ―→-13AC ―→解析:选A 由题意得AD ―→=AC ―→+CD ―→=AC ―→+13BC ―→=AC ―→+13AC ―→-13AB ―→=-13AB ―→+43AC ―→. 2.(2019·太原模拟)在正方形ABCD 中,M ,N 分别是BC ,CD 的中点,若AC ―→=λAM ―→+μAN ―→,则实数λ+μ=________.解析:如图,∵AM ―→=AB ―→+BM ―→=AB ―→+12BC ―→=DC ―→+12BC ―→,①AN ―→=AD ―→+DN ―→=BC ―→+12DC ―→,②由①②得BC ―→=43AN ―→-23AM ―→,DC ―→=43AM ―→-23AN ―→,∴AC ―→=AB ―→+BC ―→=DC ―→+BC ―→=43AM ―→-23AN ―→+43AN ―→-23AM ―→=23AM ―→+23AN ―→,∵AC ―→=λAM ―→+μAN ―→,∴λ=23,μ=23,λ+μ=43.答案:43考点三 共线向量定理的应用[典例] 设两个非零向量a 与b 不共线,(1)若AB ―→=a +b ,BC ―→=2a +8b ,CD ―→=3a -3b , 求证:A ,B ,D 三点共线;(2)试确定实数k ,使k a +b 和a +k b 同向.[解] (1)证明:∵AB ―→=a +b ,BC ―→=2a +8b ,CD ―→=3a -3b , ∴BD ―→=BC ―→+CD ―→=2a +8b +3a -3b =5(a +b )=5AB ―→, ∴AB ―→,BD ―→共线. 又∵它们有公共点B , ∴A ,B ,D 三点共线. (2)∵k a +b 与a +k b 同向,∴存在实数λ(λ>0),使k a +b =λ(a +k b ), 即k a +b =λa +λk b . ∴(k -λ)a =(λk -1)b .∵a ,b 是不共线的非零向量,∴⎩⎪⎨⎪⎧ k -λ=0,λk -1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ k =1,λ=1或⎩⎪⎨⎪⎧k =-1,λ=-1, 又∵λ>0,∴k =1.1.向量共线问题的注意事项(1)向量共线的充要条件中,当两向量共线时,通常只有非零向量才能表示与之共线的其他向量,注意待定系数法和方程思想的运用.(2)证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得到三点共线.[题组训练]1.在四边形ABCD 中,AB ―→=a +2b ,BC ―→=-4a -b ,CD ―→=-5a -3b ,则四边形ABCD 的形状是( )A .矩形B .平行四边形C .梯形D .以上都不对解析:选C 由已知,得AD ―→=AB ―→+BC ―→+CD ―→=-8a -2b =2(-4a -b )=2BC ―→,故AD ―→∥BC ―→.又因为AB ―→与CD ―→不平行,所以四边形ABCD 是梯形.2.已知向量e 1≠0,λ∈R ,a =e 1+λe 2,b =2e 1,若向量a 与向量b 共线,则( ) A .λ=0 B .e 2=0 C .e 1∥e 2D .e 1∥e 2或λ=0解析:选D 因为向量e 1≠0,λ∈R ,a =e 1+λe 2,b =2e 1,又因为向量a 和b 共线,存在实数k ,使得a =k b ,所以e 1+λe 2=2k e 1,所以λe 2=(2k -1)e 1,所以e 1∥e 2或λ=0.3.已知O 为△ABC 内一点,且AO ―→=12(OB ―→+OC ―→),AD ―→=t AC ―→,若B ,O ,D 三点共线,则t =( )A.14B.13C.12D.23解析:选B 设E 是BC 边的中点,则12(OB ―→+OC ―→)=OE ―→,由题意得AO ―→=OE ―→,所以AO ―→=12AE ―→=14(AB ―→+AC ―→)=14AB ―→+14t AD ―→,又因为B ,O ,D 三点共线,所以14+14t =1,解得t =13,故选B.4.已知O ,A ,B 三点不共线,P 为该平面内一点,且OP ―→=OA ―→+AB―→|AB ―→|,则( )A .点P 在线段AB 上 B .点P 在线段AB 的延长线上C .点P 在线段AB 的反向延长线上D .点P 在射线AB 上解析:选D 由OP ―→=OA ―→+AB ―→|AB ―→|,得OP ―→-OA ―→=AB ―→|AB ―→|,∴AP ―→=1|AB ―→|·AB ―→,∴点P在射线AB 上,故选D.[课时跟踪检测]1.设D ,E ,F 分别为△ABC 的三边BC ,CA ,AB 的中点,则EB ―→+FC ―→=( ) A .AD ―→B.12AD ―→C.12BC ―→ D .BC ―→解析:选A 由题意得EB ―→+FC ―→=12(AB ―→+CB ―→)+12(AC ―→+BC ―→)=12(AB ―→+AC ―→)=AD ―→.2.已知向量a ,b 不共线,且c =λa +b ,d =a +(2λ-1)b ,若c 与d 共线反向,则实数λ的值为( )A .1B .-12C .1或-12D .-1或-12解析:选B 由于c 与d 共线反向,则存在实数k 使c =kd (k <0), 于是λa +b =k []a +(2λ-1)b . 整理得λa +b =k a +(2λk -k )b .由于a ,b 不共线,所以有⎩⎪⎨⎪⎧λ=k ,2λk -k =1,整理得2λ2-λ-1=0,解得λ=1或λ=-12.又因为k <0,所以λ<0,故λ=-12.3.设向量a ,b 不共线,AB ―→=2a +p b ,BC ―→=a +b ,CD ―→=a -2b ,若A ,B ,D 三点共线,则实数p 的值为( )A .-2B .-1C .1D .2解析:选B 因为BC ―→=a +b ,CD ―→=a -2b ,所以BD ―→=BC ―→+CD ―→=2a -b .又因为A ,B ,D 三点共线,所以AB ―→,BD ―→共线.设AB ―→=λBD ―→,所以2a +p b =λ(2a -b ),所以2=2λ,p =-λ,即λ=1,p =-1.4.(2019·甘肃诊断)设D 为△ABC 所在平面内一点,BC ―→=-4CD ―→,则AD ―→=( ) A.14AB ―→-34AC ―→ B.14AB ―→+34AC ―→C.34AB ―→-14AC ―→ D.34AB ―→+14AC ―→解析:选B 法一:设AD ―→=x AB ―→+y AC ―→,由BC ―→=-4CD ―→可得,BA ―→+AC ―→=-4CA―→-4AD ―→,即-AB ―→-3AC ―→=-4x AB ―→-4y AC ―→,则⎩⎪⎨⎪⎧-4x =-1,-4y =-3,解得⎩⎨⎧x =14,y =34,即AD ―→=14AB ―→+34AC ―→,故选B.法二:在△ABC 中,BC ―→=-4CD ―→,即-14BC ―→=CD ―→,则AD ―→=AC ―→+CD ―→=AC ―→-14BC―→=AC ―→-14(BA ―→+AC ―→)=14AB ―→+34AC ―→,故选B.5.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,A ,B ,C 三点满足OC ―→=34OA ―→+14OB ―→,则|BC ―→||AC ―→|等于( )A .1B .2C .3D.32解析:选C 因为BC ―→=OC ―→-OB ―→=34OA ―→+14OB ―→-OB ―→=34BA ―→,AC ―→=OC ―→-OA ―→=34OA ―→+14OB ―→-OA ―→=14AB ―→,所以|BC ―→||AC ―→|=3.故选C.6.已知△ABC 的边BC 的中点为D ,点G 满足GA ―→+BG ―→+CG ―→=0,且AG ―→=λGD ―→,则λ的值是( )A.12 B .2 C .-2D .-12解析:选C 由GA ―→+BG ―→+CG ―→=0,得G 为以AB ,AC 为邻边的平行四边形的第四个顶点,因此AG ―→=-2GD ―→,则λ=-2.故选C.7.下列四个结论:①AB ―→+BC ―→+CA ―→=0;②AB ―→+MB ―→+BO ―→+OM ―→=0; ③AB ―→-AC ―→+BD ―→-CD ―→=0;④N Q ―→+Q P ―→+MN ―→-MP ―→=0, 其中一定正确的结论个数是( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选C ①AB ―→+BC ―→+CA ―→=AC ―→+CA ―→=0,①正确;②AB ―→+MB ―→+BO ―→+OM ―→=AB ―→+MO ―→+OM ―→=AB ―→,②错误;③AB ―→-AC ―→+BD ―→-CD ―→=CB ―→+BD ―→+DC ―→=CD ―→+DC ―→=0,③正确;④N Q ―→+Q P ―→+MN ―→-MP ―→=NP ―→+PN ―→=0,④正确.故①③④正确.8.如图,在平行四边形ABCD 中,M ,N 分别为AB ,AD 上的点,且AM ―→=34AB ―→,AN ―→=23AD ―→,AC ,MN 交于点P .若AP ―→=λAC ―→,则λ的值为( ) A.35 B.37C.316D.617解析:选D ∵AM ―→=34AB ―→,AN ―→=23AD ―→,∴AP ―→=λAC ―→=λ(AB ―→+AD ―→)=λ⎝⎛⎭⎫43AM ―→+32AN ―→=43λAM ―→+32λAN ―→.∵点M ,N ,P 三点共线,∴43λ+32λ=1,则λ=617.故选D. 9.设向量a ,b 不平行,向量λa +b 与a +2b 平行,则实数λ=________. 解析:因为向量λa +b 与a +2b 平行,所以可设λa +b =k (a +2b ),则⎩⎪⎨⎪⎧λ=k ,1=2k ,所以λ=12.答案:1210.若AP ―→=12PB ―→,AB ―→=(λ+1)BP ―→,则λ=________.解析:如图,由AP ―→=12PB ―→,可知点P 是线段AB 上靠近点A 的三等分点,则AB ―→=-32BP ―→,结合题意可得λ+1=-32,所以λ=-52.答案:-5211.已知平行四边形ABCD 的对角线AC 和BD 相交于O ,且OA ―→=a ,OB ―→=b ,则DC ―→=________,BC ―→=________.(用a ,b 表示)解析:如图,DC ―→=AB ―→=OB ―→-OA ―→=b -a ,BC ―→=OC ―→-OB ―→=-OA ―→-OB ―→=-a -b .答案:b -a -a -b12.(2019·长沙模拟)在平行四边形ABCD 中,M 为BC 的中点.若AB ―→=λAM ―→+μDB ―→,则λ-μ=________.解析:如图,在平行四边形ABCD 中,AB ―→=DC ―→,所以AB ―→=AM ―→+MB ―→=AM ―→+12CB ―→=AM ―→+12(DB ―→-DC ―→)=AM ―→+12(DB ―→-AB ―→)=AM ―→+12DB ―→-12AB ―→,所以32AB ―→=AM ―→+12DB ―→,所以AB ―→=23AM ―→+13DB ―→,所以λ=23,μ=13,所以λ-μ=13.答案:1313.设e 1,e 2是两个不共线的向量,已知AB ―→=2e 1-8e 2,CB ―→=e 1+3e 2,CD ―→=2e 1-e 2.(1)求证:A ,B ,D 三点共线;(2)若BF ―→=3e 1-k e 2,且B ,D ,F 三点共线,求k 的值.解:(1)证明:由已知得BD ―→=CD ―→-CB ―→=(2e 1-e 2)-(e 1+3e 2)=e 1-4e 2, ∵AB ―→=2e 1-8e 2, ∴AB ―→=2BD ―→.又∵AB ―→与BD ―→有公共点B , ∴A ,B ,D 三点共线. (2)由(1)可知BD ―→=e 1-4e 2,∵BF ―→=3e 1-ke 2,且B ,D ,F 三点共线, ∴存在实数λ,使BF ―→=λBD ―→, 即3e 1-ke 2=λe 1-4λe 2,得⎩⎪⎨⎪⎧λ=3,-k =-4λ.解得k =12.第二节 平面向量基本定理及坐标表示一、基础知识1.平面向量基本定理(1)定理:如果e 1,e 2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2.(2)基底:不共线的向量e 1e 2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底. (1)基底e 1,e 2必须是同一平面内的两个不共线向量,零向量不能作为基底; (2)基底给定,同一向量的分解形式唯一;(3)如果对于一组基底e 1,e 2,有a =λ1e 1+λ2e 2=μ1e 1+μ2e 2,则可以得到⎩⎪⎨⎪⎧λ1=μ1,λ2=μ2.2.平面向量的坐标运算(1)向量的加法、减法、数乘向量及向量的模: 设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2), 则a +b =(x 1+x 2,y 1+y 2), a -b =(x 1-x 2,y 1-y 2),λa =(λx 1,λy 1),|a |=x 21+y 21.若a =b ,则x 1=x 2且y 1=y 2. (2)向量坐标的求法:①若向量的起点是坐标原点,则终点坐标即为向量的坐标. ②设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB ―→=(x 2-x 1,y 2-y 1), |AB ―→|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2. 3.平面向量共线的坐标表示设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中b ≠0,则a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0.当且仅当x 2y 2≠0时,a ∥b 与x 1x 2=y 1y 2等价.即两个不平行于坐标轴的共线向量的对应坐标成比例.考点一 平面向量基本定理及其应用[典例] 如图,以向量OA ―→=a ,OB ―→=b 为邻边作平行四边形OADB ,BM ―→=13BC ―→,CN ―→=13CD ―→,用a ,b 表示OM ―→,ON ―→,MN ―→.[解] ∵BA ―→=OA ―→-OB ―→=a -b , BM ―→=16BA ―→=16a -16b ,∴OM ―→=OB ―→+BM ―→=16a +56b .∵OD ―→=a +b , ∴ON ―→=OC ―→+13CD ―→=12OD ―→+16OD ―→ =23OD ―→=23a +23b , ∴MN ―→=ON ―→-OM ―→=23a +23b -16a -56b =12a -16b .综上,OM ―→=16a +56b ,ON ―→=23a +23b ,MN ―→=12a -16b .[解题技法]1.平面向量基本定理解决问题的一般思路(1)先选择一组基底,并运用该基底将条件和结论表示为向量的形式,再通过向量的运算来解决.(2)在基底未给出的情况下,合理地选取基底会给解题带来方便.另外,要熟练运用平面几何的一些性质定理.2.应用平面向量基本定理应注意的问题(1)只要两个向量不共线,就可以作为平面向量的一组基底,基底可以有无穷多组. (2)利用已知向量表示未知向量,实质就是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加减运算或数乘运算.[题组训练]1.在△ABC 中,P ,Q 分别是AB ,BC 的三等分点,且AP =13AB ,BQ =13BC ,若AB ―→=a ,AC ―→=b ,则P Q ―→=( )A.13a +13b B .-13a +13bC.13a -13b D .-13a -13b解析:选A 由题意知P Q ―→=PB ―→+B Q ―→=23AB ―→+13BC ―→=23AB ―→+13(AC ―→-AB ―→)=13AB ―→+13AC ―→=13a +13b . 2.已知在△ABC 中,点O 满足OA ―→+OB ―→+OC ―→=0,点P 是OC 上异于端点的任意一点,且OP ―→=m OA ―→+n OB ―→,则m +n 的取值范围是________.解析:依题意,设OP ―→=λOC ―→(0<λ<1), 由OA ―→+OB ―→+OC ―→=0,知OC ―→=-(OA ―→+OB ―→), 所以OP ―→=-λOA ―→-λOB ―→,由平面向量基本定理可知, m +n =-2λ,所以m +n ∈(-2,0). 答案:(-2,0)考点二 平面向量的坐标运算[典例] 已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4).设AB ―→=a ,BC ―→=b ,CA ―→=c ,且CM ―→=3c ,CN ―→=-2b ,(1)求3a +b -3c ;(2)求M ,N 的坐标及向量MN ―→的坐标.[解] 由已知得a =(5,-5),b =(-6,-3),c =(1,8). (1)3a +b -3c =3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8) =(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42). (2)设O 为坐标原点,∵CM ―→=OM ―→-OC ―→=3c , ∴OM ―→=3c +OC ―→=(3,24)+(-3,-4)=(0,20). ∴M (0,20).又∵CN ―→=ON ―→-OC ―→=-2b , ∴ON ―→=-2b +OC ―→=(12,6)+(-3,-4)=(9,2), ∴N (9,2),∴MN ―→=(9,-18).[变透练清]1.(变结论)本例条件不变,若a =m b +n c ,则m =________,n =________. 解析:∵m b +n c =(-6m +n ,-3m +8n ),a =(5,-5),∴⎩⎪⎨⎪⎧-6m +n =5,-3m +8n =-5, 解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1,n =-1.答案:-1 -12.已知O 为坐标原点,向量OA ―→=(2,3),OB ―→=(4,-1),且AP ―→=3PB ―→,则|OP ―→|=________.解析:设P (x ,y ),由题意可得A ,B 两点的坐标分别为(2,3),(4,-1),由AP ―→=3PB ―→,可得⎩⎪⎨⎪⎧x -2=12-3x ,y -3=-3y -3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =72,y =0,故|OP ―→|=72.答案:72[解题技法]1.平面向量坐标运算的技巧(1)向量的坐标运算主要是利用向量加、减、数乘运算的法则来进行求解的,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求向量的坐标.(2)解题过程中,常利用“向量相等,则其坐标相同”这一原则,通过列方程(组)来进行求解.2.向量坐标运算的注意事项(1)向量坐标与点的坐标形式相似,实质不同. (2)向量坐标形式的线性运算类似多项式的运算.(3)向量平行与垂直的坐标表达形式易混淆,需清楚结论推导过程与结果,加以区分. 考点三 平面向量共线的坐标表示[典例] 已知a =(1,0),b =(2,1). (1)当k 为何值时,k a -b 与a +2b 共线;(2)若AB ―→=2a +3b ,BC ―→=a +m b ,且A ,B ,C 三点共线,求m 的值. [解] (1)∵a =(1,0),b =(2,1), ∴k a -b =k (1,0)-(2,1)=(k -2,-1), a +2b =(1,0)+2(2,1)=(5,2), ∵k a -b 与a +2b 共线,∴2(k -2)-(-1)×5=0,∴k =-12.(2)AB ―→=2(1,0)+3(2,1)=(8,3), BC ―→=(1,0)+m (2,1)=(2m +1,m ). ∵A ,B ,C 三点共线,∴AB ―→∥BC ―→, ∴8m -3(2m +1)=0,∴m =32.[解题技法]1.平面向量共线的充要条件的2种形式(1)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件是x 1y 2-x 2y 1=0. (2)若a ∥b (b ≠0),则a =λb . 2.两个向量共线的充要条件的作用判断两个向量是否共线(或平行),可解决三点共线的问题;另外,利用两个向量共线的充要条件可以列出方程(组),求参数的值.[题组训练]1.已知向量a =(1,2),b =(-3,2),若(k a +b )∥(a -3b ),则实数k 的取值为( ) A .-13B.13C .-3D .3解析:选A k a +b =k (1,2)+(-3,2)=(k -3,2k +2). a -3b =(1,2)-3(-3,2)=(10,-4), 则由(k a +b )∥(a -3b )得(k -3)×(-4)-10×(2k +2)=0,所以k =-13.2.(2019·唐山模拟)已知在平面直角坐标系xOy 中,P 1(3,1),P 2(-1,3),P 1,P 2,P 3三点共线且向量OP 3―→与向量a =(1,-1)共线,若OP 3―→=λOP 1―→+(1-λ)OP 2―→,则λ=( )A .-3B .3C .1D .-1解析:选D 设OP 3―→=(x ,y ),则由OP 3―→∥a 知x +y =0,于是OP 3―→=(x ,-x ).若OP 3―→=λOP 1―→+(1-λ)OP 2―→,则有(x ,-x )=λ(3,1)+(1-λ)(-1,3)=(4λ-1,3-2λ),即⎩⎪⎨⎪⎧4λ-1=x ,3-2λ=-x ,所以4λ-1+3-2λ=0,解得λ=-1,故选D.3.在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,且DC =2AB ,三个顶点A (1,2),B (2,1),C (4,2),则点D 的坐标为________.解析:∵在梯形ABCD 中,DC =2AB ,AB ∥CD , ∴DC ―→=2AB ―→.设点D 的坐标为(x ,y ),则DC ―→=(4-x,2-y ),AB ―→=(1,-1), ∴(4-x,2-y )=2(1,-1),即(4-x,2-y )=(2,-2),∴⎩⎪⎨⎪⎧ 4-x =2,2-y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =4,故点D 的坐标为(2,4). 答案:(2,4)[课时跟踪检测]1.(2019·昆明调研)已知向量a =(-1,2),b =(1,3),则|2a -b |=( ) A.2 B .2 C.10D .10解析:选C 由已知,易得2a -b =2(-1,2)-(1,3)=(-3,1),所以|2a -b |=(-3)2+12=10.故选C.2.已知向量a =(5,2),b =(-4,-3),c =(x ,y ),若3a -2b +c =0,则c =( ) A .(-23,-12) B .(23,12) C .(7,0)D .(-7,0)解析:选A 由题意可得3a -2b +c =3(5,2)-2(-4,-3)+(x ,y )=(23+x,12+y )=(0,0),所以⎩⎪⎨⎪⎧ 23+x =0,12+y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-23,y =-12,所以c =(-23,-12).3.(2018·石家庄模拟)已知向量a =(1,m ),b =(m,1),则“m =1”是“a ∥b ”成立的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A 若a ∥b ,则m 2=1,即m =±1,故“m =1”是“a ∥b ”的充分不必要条件,选A.4.已知点M 是△ABC 的边BC 的中点,点E 在边AC 上,且EC ―→=2AE ―→,则EM ―→=( ) A.12AC ―→+13AB ―→ B.12AC ―→+16AB ―→C.16AC ―→+12AB ―→ D.16AC ―→+32AB ―→解析:选C 如图,因为EC ―→=2AE ―→,所以EC ―→=23AC ―→,所以EM ―→=EC ―→+CM ―→=23AC ―→+12CB ―→=23AC ―→+12(AB ―→-AC ―→)=12AB ―→+16AC ―→.5.已知点A (8,-1),B (1,-3),若点C (2m -1,m +2)在直线AB 上,则实数m =( ) A .-12 B .13 C .-13D .12解析:选C 因为点C 在直线AB 上,所以AC ―→与AB ―→同向.又AB ―→=(-7,-2),AC ―→=(2m -9,m +3),故2m -9-7=m +3-2,所以m =-13.故选C.6.在平面直角坐标系xOy 中,已知A (1,0),B (0,1),C 为坐标平面内第一象限的点,且∠AOC =π4,|OC |=2,若OC ―→=λOA ―→+μOB ―→,则λ+μ=( )A .22 B.2 C .2 D .42解析:选A 因为|OC |=2,∠AOC =π4,所以C (2,2),又因为OC ―→=λOA ―→+μOB ―→,所以(2,2)=λ(1,0)+μ(0,1)=(λ,μ),所以λ=μ=2,λ+μ=2 2.7.已知|OA ―→|=1,|OB ―→|=3,OA ―→⊥OB ―→, 点C 在线段AB 上,∠AOC =30°.设OC ―→=m OA ―→+n OB ―→(m ,n ∈R ),则m n等于( )A.13 B .3 C.33D.3 解析:选B 如图,由已知|OA ―→|=1,|OB ―→|=3,OA ―→⊥OB ―→,可得AB =2,∠A =60°,因为点C 在线段AB 上,∠AOC =30°,所以OC ⊥AB ,过点C 作CD ⊥OA ,垂足为点D ,则OD =34,CD =34,所以OD ―→=34OA ―→,DC ―→= 14OB ―→,即OC ―→=34OA ―→+14OB ―→,所以mn=3.8.(2019·深圳模拟)如图,在正方形ABCD 中,M 是BC 的中点,若AC ―→=λAM ―→+μBD ―→,则λ+μ=( )A.43B.53C.158D .2解析:选B 以点A 为坐标原点,分别以AB ―→,AD ―→的方向为x 轴,y 轴的正方向,建立平面直角坐标系(图略).设正方形的边长为2,则A (0,0),C (2,2),M (2,1),B (2,0),D (0,2),所以AC ―→=(2,2),AM ―→=(2,1),BD ―→=(-2,2),所以λAM ―→+μBD ―→=(2λ-2μ,λ+2μ),因为AC―→=λAM ―→+μBD ―→,所以⎩⎪⎨⎪⎧2λ-2μ=2,λ+2μ=2,解得⎩⎨⎧λ=43,μ=13,所以λ+μ=53.9.已知向量a =(2,1),b =(1,-2),若m a +n b =(9,-8)(m ,n ∈R ),则m -n 的值为________.解析:∵m a +n b =(2m +n ,m -2n )=(9,-8),∴⎩⎪⎨⎪⎧ 2m +n =9,m -2n =-8,∴⎩⎪⎨⎪⎧m =2,n =5, ∴m -n =2-5=-3. 答案:-310.已知向量a =(1,m ),b =(4,m ),若有(2|a |-|b |)(a +b )=0,则实数m =________. 解析:因为a +b =(5,2m )≠0,所以由(2|a |-|b |)(a +b )=0得2|a |-|b |=0, 所以|b |=2|a |,所以42+m 2=212+m 2,解得m =±2. 答案:±211.(2019·南昌模拟)已知向量a =(m ,n ),b =(1,-2),若|a |=25,a =λb (λ<0),则m -n =________.解析:∵a =(m ,n ),b =(1,-2), ∴由|a |=25,得m 2+n 2=20, ① 由a =λb (λ<0),得⎩⎪⎨⎪⎧m <0,n >0,-2m -n =0, ②由①②,解得m =-2,n =4. ∴m -n =-6. 答案:-612.已知向量a =(1,2),b =(x,1),u =a +2b ,v =2a -b ,且u ∥v ,则实数x 的值为________. 解析:因为a =(1,2),b =(x,1),u =a +2b ,v =2a -b , 所以u =(1,2)+2(x,1)=(2x +1,4), v =2(1,2)-(x,1)=(2-x,3).又因为u ∥v ,所以3(2x +1)-4(2-x )=0, 即10x =5,解得x =12.答案:1213.在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (1,1),B (2,3),C (3,2),点P (x ,y )在△ABC 三边围成的区域(含边界)上.(1)若P A ―→+PB ―→+PC ―→=0,求|OP ―→|;(2)设OP ―→=m AB ―→+n AC ―→(m ,n ∈R ),用x ,y 表示m -n .解:(1)∵P A ―→+PB ―→+PC ―→=0,P A ―→+PB ―→+PC ―→=(1-x,1-y )+(2-x,3-y )+(3-x,2-y )=(6-3x,6-3y ),∴⎩⎪⎨⎪⎧6-3x =0,6-3y =0,解得x =2,y =2, 即OP ―→=(2,2),故|OP ―→|=2 2.(2)∵OP ―→=m AB ―→+n AC ―→,AB ―→=(1,2),AC ―→=(2,1). ∴(x ,y )=(m +2n,2m +n ),即⎩⎪⎨⎪⎧x =m +2n ,y =2m +n ,两式相减,得m -n =y -x .第三节 平面向量的数量积一、基础知识1.向量的夹角(1)定义:已知两个非零向量a 和b ,如图所示,作OA ―→=a ,OB ―→=b ,则∠AOB =θ(0°≤θ≤180°)叫做向量a 与b 的夹角,记作〈a ,b 〉.只有两个向量的起点重合时所对应的角才是两向量的夹角. (2)范围:夹角θ的范围是[0,π]. 当θ=0时,两向量a ,b 共线且同向;当θ=π2时,两向量a ,b 相互垂直,记作a ⊥b ;当θ=π时,两向量a ,b 共线但反向. 2.平面向量数量积的定义已知两个非零向量a 与b ,我们把数量|a ||b | cos θ叫做a 与b 的数量积(或内积),记作a ·b ,即a ·b =|a ||b |cos θ,其中θ是a 与b 的夹角.规定:零向量与任一向量的数量积为零. 3.平面向量数量积的几何意义 (1)一个向量在另一个向量方向上的投影设θ是a ,b 的夹角,则|b |cos θ叫做向量b 在向量a 的方向上的投影,|a |cos θ叫做向量a 在向量b 的方向上的投影.(2)a ·b 的几何意义数量积a ·b 等于a 的长度|a |与b 在a 的方向上的投影|b |cos θ的乘积. 投影和两向量的数量积都是数量,不是向量. 4.向量数量积的运算律 (1)交换律:a ·b =b ·a .(2)数乘结合律:(λa )·b =λ(a ·b )=a ·(λb ). (3)分配律:(a +b )·c =a ·c +b ·c .向量数量积的运算不满足乘法结合律,即(a ·b )·c 不一定等于a ·(b ·c ),这是由于(a ·b )·c表示一个与c共线的向量,a·(b·c)表示一个与a共线的向量,而c与a不一定共线.5.平面向量数量积的性质设a,b为两个非零向量,e是与b同向的单位向量,θ是a与e的夹角,则(1)e·a=a·e=|a|cos θ.(2)a⊥b⇔a·b=0.(3)当a与b同向时,a·b=|a||b|;当a与b反向时,a·b=-|a||b|.特别地,a·a=|a|2或|a|=a·a.(4)cos θ=a·b|a||b|.(5)|a·b|≤|a||b|.6.平面向量数量积的坐标表示已知两个非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ为a与b的夹角,则(1)|a|=x21+y21;(3)a⊥b⇔x1x2+y1y2=0;(2)a·b=x1x2+y1y2;_ (4)cos θ=x1x2+y1y2x21+y21x22+y22.二、常用结论汇总1.平面向量数量积运算的常用公式(1)(a+b)·(a-b)=a2-b2;(2)(a±b)2=a2±2a·b+b2.2.有关向量夹角的两个结论(1)两个向量a与b的夹角为锐角,则有a·b>0,反之不成立(因为夹角为0时不成立);(2)两个向量a与b的夹角为钝角,则有a·b<0,反之不成立(因为夹角为π时不成立).考点一平面向量的数量积的运算[典例](1)(2018·新乡二模)若向量m=(2k-1,k)与向量n=(4,1)共线,则m·n=()A .0B .4C .-92D .-172(2)(2018·天津高考)在如图所示的平面图形中,已知OM =1,ON =2,∠MON =120°,BM ―→=2MA ―→,CN ―→=2NA ―→,则BC ―→·OM ―→的值为( )A .-15B .-9C .-6D .0[解析] (1)∵向量m =(2k -1,k )与向量n =(4,1)共线,∴2k -1-4k =0,解得k =-12,∴m =⎝⎛⎭⎫-2,-12, ∴m ·n =-2×4+⎝⎛⎭⎫-12×1=-172. (2)法一:如图,连接MN . ∵BM ―→=2MA ―→,CN ―→=2NA ―→, ∴AM AB =AN AC =13. ∴MN ∥BC ,且MN BC =13.∴BC ―→=3MN ―→=3(ON ―→-OM ―→). ∴BC ―→·OM ―→=3(ON ―→·OM ―→-OM ―→2) =3(2×1×cos 120°-12)=-6.法二:在△ABC 中,不妨设∠A =90°,取特殊情况ON ⊥AC ,以A 为坐标原点,AB ,AC 所在直线分别为x 轴,y 轴建立如图所示的平面直角坐标系,因为∠MON =120°,ON =2,OM =1,所以O ⎝⎛⎭⎫2,32,C ⎝⎛⎭⎫0,332,M ⎝⎛⎭⎫52,0,B ⎝⎛⎭⎫152,0. 故BC ―→·OM ―→=⎝⎛⎭⎫-152,332·⎝⎛⎭⎫12,-32=-154-94=-6.[答案] (1)D (2)C[解题技法] 求非零向量a ,b 的数量积的策略(1)若两向量共起点,则两向量的夹角直接可得,根据定义即可求得数量积;若两向量的起点不同,则需要通过平移使它们的起点重合,再计算.(2)根据图形之间的关系,用长度和相互之间的夹角都已知的向量分别表示出向量a ,b ,然后根据平面向量的数量积的定义进行计算求解.(3)若图形适合建立平面直角坐标系,可建立坐标系,求出a ,b 的坐标,通过坐标运算求解.[题组训练]1.(2019·济南模拟)已知矩形ABCD 中,AB =2,BC =1,则AC ―→·CB ―→=( ) A .1 B .-1 C.6D .22解析:选B 设AB ―→=a ,AD ―→=b ,则a ·b =0, ∵|a |=2,|b |=1,∴AC ―→·CB ―→=(a +b )·(-b )=-a ·b -b 2=-1.2.(2019·南昌调研)已知向量a ,b 满足a ·(b +a )=2,且a =(1,2),则向量b 在a 方向上的投影为( )A.55B .-55C .-255D .-355解析:选D 由a =(1,2),可得|a |=5, 由a ·(b +a )=2,可得a ·b +a 2=2, ∴a ·b =-3,∴向量b 在a 方向上的投影为a ·b |a |=-355.3.(2018·石家庄质检)在△ABC 中,已知AB ―→与AC ―→的夹角为90°,|AB ―→|=2,|AC ―→|=1,M 为BC 上的一点,且AM ―→=λAB ―→+μAC ―→ (λ,μ∈R),且AM ―→·BC ―→=0,则 λμ的值为________.解析:法一:∵BC ―→=AC ―→-AB ―→,AM ―→·BC ―→=0, ∴(λAB ―→+μAC ―→)·(AC ―→-AB ―→)=0,∵AB ―→与AC ―→的夹角为90°,|AB ―→|=2,|AC ―→|=1, ∴-λ|AB ―→|2+μ|AC ―→|2=0,即-4λ+μ=0,∴λμ=14.法二:根据题意,建立如图所示的平面直角坐标系,则A (0,0),B (0,2),C (1,0),所以AB ―→=(0,2),AC ―→=(1,0),BC ―→=(1,-2).设M (x ,y ),则AM ―→=(x ,y ),所以AM ―→·BC ―→=(x ,y )·(1,-2)=x -2y =0,所以x =2y ,又AM ―→=λAB ―→+μAC ―→,即(x ,y )=λ(0,2)+μ(1,0)=(μ,2λ),所以x =μ,y =2λ,所以λμ=12y 2y =14.答案:14考点二 平面向量数量积的性质考法(一) 平面向量的模[典例] (1)(2019·昆明适应性检测)已知非零向量a ,b 满足a ·b =0,|a |=3,且a 与a +b 的夹角为π4,则|b |=( )A .6B .32C .22D .3(2)(2019·福州四校联考)已知向量a ,b 为单位向量,且a ·b =-12,向量c 与a +b 共线,则|a +c |的最小值为( )A .1 B.12C.34D.32[解析] (1)∵a ·b =0,|a |=3,∴a ·(a +b )=a 2+a ·b =|a ||a +b |cos π4,∴|a +b |=32,将|a +b |=32两边平方可得,a 2+2a ·b +b 2=18,解得|b |=3,故选D.(2)∵向量c 与a +b 共线,∴可设c =t (a +b )(t ∈R),∴a +c =(t +1)a +t b ,∴(a +c )2=(t +1)2a 2+2t (t +1)·a ·b +t 2b 2, ∵向量a ,b 为单位向量,且a ·b =-12,∴(a +c )2=(t +1)2-t (t +1)+t 2=t 2+t +1≥34,∴|a +c |≥32,∴|a +c |的最小值为32,故选D. [答案] (1)D (2)D考法(二) 平面向量的夹角[典例] (1)已知平面向量a ,b 的夹角为π3,且|a |=1,|b |=12,则a +2b 与b 的夹角是( )A.π6 B.5π6C.π4D.3π4(2)已知向量a =(1,3),b =(3,m )且b 在a 方向上的投影为-3,则向量a 与b 的夹角为________.[解析] (1)因为|a +2b |2=|a |2+4|b |2+4a ·b =1+1+4×1×12×cos π3=3,所以|a +2b |= 3.又(a +2b )·b =a ·b +2|b |2=1×12×cos π3+2×14=14+12=34,所以cos 〈a +2b ,b 〉=(a +2b )·b |a +2b ||b |=343×12=32,所以a +2b 与b 的夹角为π6.(2)因为b 在a 方向上的投影为-3,所以|b |cos 〈a ,b 〉=-3,又|a |=12+(3)2=2,所以a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉=-6,又a ·b =3+3m ,所以3+3m =-6,解得m =-33,则b =(3,-33),所以|b |=32+(-33)2=6,所以cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=-62×6=-12,因为0≤〈a ,b 〉≤π,所以a 与b 的夹角为2π3. [答案] (1)A (2)2π3考法(三) 平面向量的垂直[典例] (1)若非零向量a ,b 满足|a |=223|b |,且(a -b )⊥(3a +2b ),则a 与b 的夹角为( )A.π4B.π2C.3π4D .π(2)已知向量AB ―→与AC ―→的夹角为120°,且|AB ―→|=3,|AC ―→|=2.若AP ―→=λAB ―→+AC ―→,且AP―→⊥BC ―→,则实数λ的值为________.[解析] (1)设a 与b 的夹角为θ,因为|a |=223|b |,(a -b )⊥(3a +2b ), 所以(a -b )·(3a +2b )=3|a |2-2|b |2-a ·b =83|b |2-2|b |2-223|b |2cos θ=0,解得cos θ=22,因为θ∈[0,π],所以θ=π4. (2)由AP ―→⊥BC ―→,知AP ―→·BC ―→=0,即AP ―→·BC ―→=(λAB ―→+AC ―→)·(AC ―→-AB ―→)=(λ-1)AB ―→·AC ―→-λAB ―→2+AC ―→2=(λ-1)×3×2×⎝⎛⎭⎫-12-λ×9+4=0,解得λ=712. [答案] (1)A (2)712[解题技法]1.利用坐标运算证明两个向量的垂直问题若证明两个向量垂直,先根据共线、夹角等条件计算出这两个向量的坐标;然后根据数量积的坐标运算公式,计算出这两个向量的数量积为0即可.2.已知两个向量的垂直关系,求解相关参数的值根据两个向量垂直的充要条件,列出相应的关系式,进而求解参数.[题组训练]1.(2018·深圳高级中学期中)已知向量m =(λ+1,1),n =(λ+2,2),若(m +n )⊥(m -n ),则λ=( )A .-4B .-3C .-2D .-1解析:选B ∵(m +n )⊥(m -n ),∴(m +n )·(m -n )=m 2-n 2=(λ+1)2+1-(λ+2)2-4=0,解得λ=-3.故选B.2.(2018·永州二模)已知非零向量a ,b 的夹角为60°,且|b |=1,|2a -b |=1,则|a |=( ) A.12 B .1 C.2D .2解析:选A ∵非零向量a ,b 的夹角为60°,且|b |=1,∴a ·b =|a |×1×12=|a |2,∵|2a-b |=1,∴|2a -b |2=4a 2-4a ·b +b 2=4|a |2-2|a |+1=1,∴4|a |2-2|a |=0,∴|a |=12,故选A.3.(2019·益阳、湘潭调研)已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2,a +b =(1,3),记向量a ,b 的夹角为θ,则t a n θ=________.解析:∵|a |=1,|b |=2,a +b =(1,3),∴(a +b )2=|a |2+|b |2+2a ·b =5+2a ·b =1+3,∴a ·b =-12,∴cos θ=a ·b |a |·|b |=-14,∴sin θ=1-⎝⎛⎭⎫-142=154,∴t a n θ=sin θc os θ=-15. 答案:-15[课时跟踪检测]1.已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=23,a 与b 的夹角的余弦值为sin 17π3,则b ·(2a-b )等于( )A .2B .-1C .-6D .-18解析:选D ∵a 与b 的夹角的余弦值为sin 17π3=-32, ∴a ·b =-3,b ·(2a -b )=2a ·b -b 2=-18.2.已知平面向量a =(-2,3),b =(1,2),向量λa +b 与b 垂直,则实数λ的值为( ) A.413 B .-413C.54D .-54解析:选D ∵a =(-2,3),b =(1,2),∴λa +b =(-2λ+1,3λ+2).∵λa +b 与b 垂直,∴(λa +b )·b =0,∴(-2λ+1,3λ+2)·(1,2)=0,即-2λ+1+6λ+4=0,解得λ=-54.3.已知向量a ,b 满足|a |=1,b =(2,1),且a ·b =0,则|a -b |=( ) A.6 B.5 C .2D.3解析:选A 因为|a |=1,b =(2,1),且a ·b =0,所以|a -b |2=a 2+b 2-2a ·b =1+5-0=6,所以|a -b |= 6.故选A.4.已知向量a =(1,2),b =(2,-3).若向量c 满足(a +c )∥b ,c ⊥(a +b ),则c =( ) A.⎝⎛⎭⎫79,73B.⎝⎛⎭⎫-73,-79C.⎝⎛⎭⎫73,79D.⎝⎛⎭⎫-79,-73 解析:选D 设c =(m ,n ),则a +c =(1+m,2+n ),a +b =(3,-1), 因为(a +c )∥b ,则有-3(1+m )=2(2+n ), 即3m +2n =-7,又c ⊥(a +b ),则有3m -n =0,联立⎩⎪⎨⎪⎧3m +2n =-7,3m -n =0.解得⎩⎨⎧m =-79,n =-73.所以c =⎝⎛⎭⎫-79,-73. 5.(2018·襄阳调研)已知i ,j 为互相垂直的单位向量,a =i -2j ,b =i +λj ,且a 与b 的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-2,23∪⎝⎛⎭⎫23,+∞B.⎝⎛⎭⎫12,+∞ C .(-∞,-2)∪⎝⎛⎭⎫-2,12D.⎝⎛⎭⎫-∞,12解析:选C 不妨令i =(1,0),j =(0,1),则a =(1,-2),b =(1,λ),因为它们的夹角为锐角,所以a ·b =1-2λ>0且a ,b 不共线,所以λ<12且λ≠-2,故选C.6.(2019·石家庄质检)若两个非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |=2|b |,则向量a +b 与a 的夹角为( )A.π6B.π3C.2π3D.5π6解析:选A ∵|a +b |=|a -b |,∴|a +b |2=|a -b |2,∴a ·b =0.又|a +b |=2|b |,∴|a +b |2=4|b |2,|a |2=3|b |2,∴|a |=3|b |,cos 〈a +b ,a 〉=(a +b )·a |a +b ||a |=a 2+a ·b |a +b ||a |=|a |22|b ||a |=|a |2|b |=32,故a +b 与a 的夹角为π6. 7.(2018·宝鸡质检)在直角三角形ABC 中,角C 为直角,且AC =BC =1,点P 是斜边上的一个三等分点,则CP ―→·CB ―→+CP ―→·CA ―→=( )A .0B .1 C.94D .-94解析:选B 以点C 为坐标原点,分别以CA ―→,CB ―→的方向为x 轴,y 轴的正方向建立平面直角坐标系(图略),则C (0,0),A (1,0),B (0,1),不妨设P ⎝⎛⎭⎫13,23,所以CP ―→·CB ―→+CP ―→·CA ―→=CP ―→·(CB ―→+CA ―→)=13+23=1.故选B.8.(2019·武汉调研)已知平面向量a ,b ,e 满足|e |=1,a ·e =1,b ·e =-2,|a +b |=2,则a ·b 的最大值为( )A .-1B .-2C .-52D .-54解析:选D 不妨设e =(1,0),则a =(1,m ),b =(-2,n )(m ,n ∈R),则a +b =(-1,m +n ),所以|a +b |=1+(m +n )2=2,所以(m +n )2=3,即3=m 2+n 2+2mn ≥2mn +2mn =4mn ,当且仅当m =n 时等号成立,所以mn ≤34,所以a ·b =-2+mn ≤-54,综上可得a ·b的最大值为-54.9.已知平面向量a ,b 满足a ·(a +b )=3,且|a |=2,|b |=1,则向量a 与b 的夹角的正弦值为________.解析:∵a ·(a +b )=a 2+a ·b =22+2×1×cos 〈a ,b 〉=4+2cos 〈a ,b 〉=3, ∴cos 〈a ,b 〉=-12,又〈a ,b 〉∈[0,π],∴sin 〈a ,b 〉=1-c os 2〈a ,b 〉=32. 答案:3210.(2018·湖北八校联考)已知平面向量a ,b 的夹角为2π3,且|a |=1,|b |=2,若(λa +b )⊥(a -2b ),则λ=________.解析:∵|a |=1,|b |=2,且a ,b 的夹角为2π3,∴a ·b =1×2×⎝⎛⎭⎫-12=-1,又∵(λa +b )⊥(a -2b ),∴(λa +b )·(a -2b )=0,即(λa +b )·(a -2b )=λa 2-2b 2+(1-2λ)a ·b =λ-8-(1-2λ)=0,解得λ=3.答案:311.(2018·合肥一检)已知平面向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2,|a +b |=3,则a 在b 方向上的投影等于________.解析:∵|a |=1,|b |=2,|a +b |=3, ∴(a +b )2=|a |2+|b |2+2a ·b =5+2a ·b =3, ∴a ·b =-1,∴a 在b 方向上的投影为a ·b |b |=-12.答案:-1212.如图所示,在等腰直角三角形AOB 中,OA =OB =1,AB ―→=4AC ―→,则OC ―→·(OB ―→-OA ―→)=________.解析:由已知得|AB ―→|=2,|AC ―→|=24,则OC ―→·(OB ―→-OA ―→)=(OA ―→+AC ―→)·AB ―→=OA ―→·AB ―→+AC ―→·AB ―→=2cos 3π4+24×2=-12. 答案:-1213.(2019·南昌质检)设向量a ,b 满足|a |=|b |=1,且|2a -b |= 5. (1)求|2a -3b |的值;(2)求向量3a -b 与a -2b 的夹角θ.解:(1)∵|2a -b |2=4a 2-4a ·b +b 2=4-4a ·b +1=5,∴a ·b =0, ∴|2a -3b |=4a 2-12a ·b +9b 2=4+9=13.(2)cos θ=(3a -b )·(a -2b )|3a -b ||a -2b |=3a 2+2b 29a 2+b 2×a 2+4b 2=510×5=22,∵θ∈[0,π],∴θ=π4.。
五年高考三年模拟2018届高三数学理新课标一轮复习课件:5-1 平面向量的概念及线性运算、平面向量基
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解法二:(回路法)如图, AD =2 AE , EF =m AB +n AD , ∴ AF = AE + EF =m AB +(2n+1) AE , ∵F,E,B三点共线,∴m+2n+1=1,∴ m =-2.
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方法2 平面向量的共线问题
向量的本质有“双重身份”,即“代数形式”和“几何形式”. 向量法解题“三部曲”: ①向量表示:把几何中的元素用向量表示; ②向量运算:针对几何问题,进行向量运算; ③回归几何:对向量运算结果作出几何意义的解释. “三部曲”的理论总结得很对,但解题过程中容易陷入坐标情结、方程情结,偏重代数形式,忽 视几何形式,让思维过于机械化,有时运算很烦琐. 这时,可以尝试向量回路法解题,重视图形分析,关注几何与代数的融合,回到简洁明快的解题方 向上. 什么是回路?向量从一点出发,通过一个封闭的图形又回到起点的那个通路,构成一个回路. 回路法的关键:利用条件,将我们所关心的两个向量列成比例式,关联题设条件,最后将向量分解 成共线形式,问题就迎刃而解了. 最简单的回路:如 AB + BC = AC 或 AB - AC =CB .其中等号可以理解成“结果等效”.
一向量平行.
3.相等向量
长度相等且 方向相同 的向量叫做相等向量,记作a=b.
4.相反向量
长度相等且 方向相反 的向量叫做相反向量.a的相反向量为-a.
有-(-a)=a.规定:0的相反向量是0. 二、向量的线性运算 1.向量的加法 法则:三角形法则或平行四边形法则. 交换律:a+b=b+a;结合律:(a+b)+c=a+(b+c). 2.向量的减法 向量减法:a与b的相反向量相加叫做a与b的差,记作a-b=a+(-b). 法则:三角形法则或平行四边形法则. 注意:等式|a+b|2+|a-b|2=2(|a|2+|b|2)的几何意义:平行四边形两条对角线的平方和等于它的四条边 的平方和. 3.实数与向量的乘积 实数λ与向量a的乘积是一个向量,记作λa.规定:|λa|=|λ||a|.当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ< 0时,λa的方向与a的方向相反;当λ=0时,λa的方向是任意的. 结合律:λ(μa)=(λμ)a;第一分配律:(λ+μ)a=λa+μa;第二分配律:λ(a+b)=λa+λb.
高考数学一轮复习第5章平面向量第1节平面向量的概念及线性运算课件理新人教A版
[最新考纲] 1.了解向量的实际背景. 2.理解平面向量的概念,理解两个向量相等的含义. 3.理解向量的几何表示. 4.掌握向量加法、减法的运算,并理解其几何意义. 5.掌握向量数乘的运算及其几何意义,理解两个向量共线的含义. 6.了解向量线性运算的性质及其几何意义.
[考情分析]
[核心素养]
平面向量的相关概念,平面向量的线性运算,共线向 1.数学运算
量定理及其应用仍是 2021 年高考考查的热点,题型仍将是 2.直观想象
选择题与填空题,分值为 5 分.
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课 前 ·基 础 巩 固
‖知识梳理‖ 1.向量的有关概念 (1)向量:既有大小又有 1 __方__向_____的量叫做向量,向量的大小叫做向量的 2 _____模____. (2)零向量:长度为 3 ___0______的向量,其方向是任意的. (3)单位向量:长度等于 4 _1_个__单__位___的向量.
(2)∵ka+b 与 a+kb 共线, ∴存在实数 λ,使 ka+b=λ(a+kb),即(k-λ)a=(λk-1)b. 又 a,b 是两个不共线的非零向量, ∴kλk--λ=1=0,0. ∴k2-1=0.∴k=±1.
|变式探究| 1.若将本例(1)中“B→C=2a+8b”改为“B→C=a+mb”,则 m 为何值时,A,B,D 三点共线? 解:B→D=B→C+C→D=(a+mb)+3(a-b)=4a+(m-3)b, 若 A,B,D 三点共线,则存在实数 λ,使B→D=λA→B, 即 4a+(m-3)b=λ(a+b),∴4m=-λ3,=λ,解得 m=7. 故当 m=7 时,A,B,D 三点共线.
法则(或几何意义)
运算律
交换律:a+b= 8 __b_+__a____;
结 合 律 : (a + b) + c = 9 _a_+__(b_+__c_)_
核按钮(新课标)高考数学一轮复习第五章平面向量与复数5.1平面向量的概念及线性运算习题理
核按钮(新课标)高考数学一轮复习第五章平面向量与复数5.1平面向量的概念及线性运算习题理1.向量的有关概念(1)向量:既有____________又有____________的量叫做向量,向量的大小,也就是向量的_________(或称模).AB →的模记作____________.(2)零向量:____________的向量叫做零向量,其方向是________的. (3)单位向量:长度等于______________的向量叫做单位向量.a||a 是一个与a 同向的____________.-a|a |是一个与a ________的单位向量.(4)平行向量:方向________或________的________向量叫做平行向量.平行向量又叫________,任一组平行向量都可以移到同一直线上.规定:0与任一向量____________.(5)相等向量:长度____________且方向____________的向量叫做相等向量. (6)相反向量:长度__________且方向__________的向量叫做相反向量. (7)向量的表示方法:用________表示;用____________表示;用________表示. 2.向量的加法和减法 (1)向量的加法①三角形法则:以第一个向量a 的终点A 为起点作第二个向量b ,则以第一个向量a 的起点O 为________以第二个向量b 的终点B 为________的向量OB →就是a 与b 的________(如图1).推广:A 1A 2→+A 2A 3→+…+A n-1A n →=____________.图1图2②平行四边形法则:以同一点A 为起点的两个已知向量a ,b 为邻边作▱ABCD ,则以A为起点的__________就是a 与b 的和(如图2).在图2中,BC →=AD →=b ,因此平行四边形法则是三角形法则的另一种形式.③加法的运算性质:a +b =____________(交换律);(a +b )+c =____________(结合律);a +0=____________=a .(2)向量的减法已知向量a ,b ,在平面内任取一点O ,作OA →=a ,OB →=b ,则BA →=____________,即a -b 表示从向量b 的终点指向向量a (被减向量)的终点的向量(如图).3.向量的数乘及其几何意义(1)定义:实数λ与向量a 的积是一个向量,记作____________,它的长度与方向规定如下:①||λa =____________;②当λ>0时,λa 与a 的方向____________; 当λ<0时,λa 与a 的方向____________; 当λ=0时,λa =____________. (2)运算律:设λ,μ∈R ,则: ①λ(μa )=____________; ②(λ+μ)a =____________; ③λ(a +b )=____________. 4.两个向量共线定理向量a (a ≠0)与b 共线的充要条件是有且只有一个实数λ,使得____________.自查自纠1.(1)大小 方向 长度 ||AB →(2)长度为0 任意(3)1个单位长度 单位向量 方向相反 (4)相同 相反 非零 共线向量 平行 (5)相等 相同 (6)相等 相反 (7)字母 有向线段 坐标2.(1)①起点 终点 和 A 1A n → ②对角线AC →③b +a a +(b +c ) 0+a (2)a -b 3.(1)λa ①|λ||a | ②相同 相反 0 (2)①μ(λa ) ②λa +μa ③λa +λb 4.b =λa设a 0为单位向量,①若a 为平面内的某个向量,则a =|a |a 0;②若a 与a 0平行,则a =|a |a 0;③若a 与a 0平行且|a |=1,则a =a 0.上述命题中,假命题的个数是( )A .0B .1C .2D .3解:向量是既有大小又有方向的量,a 与|a |a 0的模相同,但方向不一定相同,故①是假命题;若a 与a 0平行,则当a 为零向量时,a 的方向任意;当a 不为零向量时,a 与a 0的方向有两种情况:一是同向,二是反向,反向时a =-|a |a 0,故②③也是假命题.综上所述,假命题的个数是3.故选D .设D 为△ABC 所在平面内一点,BC →=3CD →,则( )A.AD →=-13AB →+43AC →B.AD →=13AB →-43AC →C.AD →=43AB →+13AC →D.AD →=43AB →-13AC →解:AD →=AC →+CD →=AC →+13BC →=AC →+13(AC →-AB →)=-13AB →+43AC →.故选A .(2015·东北三省联考)在四边形ABCD 中,若AC →=AB →+AD →,则四边形ABCD 一定是( )A .矩形B .菱形C .正方形D .平行四边形解:依题意得AC →=AB →+BC →=AB →+AD →,则BC →=AD →,因此BC ∥AD 且BC =AD ,故四边形ABCD 一定是平行四边形.故选D .(2015·北京)在△ABC 中,点M ,N 满足AM →=2MC →,BN →=NC →.若MN →=xAB →+yAC →,则x =________,y =________.解:在△ABC 中,MN →=AN →-AM →=12(AB →+AC →)-23AC →=12AB →-16AC →,所以x =12,y =-16.故填12;-16. (2015·全国)设向量a ,b 不平行,向量λa +b 与a +2b 平行,则实数λ=________.解:由于λa +b 与a +2b 平行,且a +2b ≠0,∴存在唯一的实数μ∈R ,使得λa +b=μ(a +2b ),即(λ-μ)a +(1-2μ)b =0.∵a ,b 不平行,∴⎩⎪⎨⎪⎧λ-μ=0,1-2μ=0, 解得λ=μ=12.故填12.类型一 向量的基本概念给出下列命题: ①若|a |=|b |,则a =b ;②若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,则“AB →=DC →”是“四边形ABCD 为平行四边形”的充要条件;③若a =b ,b =c ,则a =c ;④a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b . 其中正确命题的序号是________.解:①不正确.两个向量的长度相等,但它们的方向不一定相同.②正确.∵AB →=DC →,∴|AB →|=|DC →|且AB →∥DC →,又∵A ,B ,C ,D 是不共线的四点,∴四边形ABCD 为平行四边形;反之,若四边形ABCD 为平行四边形,则AB →∥DC →且|AB →|=|DC →|,可得AB →=DC →.故“AB →=DC →”是“四边形ABCD 为平行四边形”的充要条件.③正确.∵a =b ,∴a ,b 的长度相等且方向相同;又b =c ,∴b ,c 的长度相等且方向相同,∴a ,c 的长度相等且方向相同,故a =c .④不正确.由a =b 可得|a |=|b |且a ∥b ;由|a |=|b |且a ∥b 可得a =b 或a =-b ,故“|a |=|b |且a ∥b ”不是“a =b ”的充要条件,而是必要不充分条件.综上所述,正确命题的序号是②③.故填②③.【点拨】(1)相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性.(2)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关.(3)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.解题时,不要把它与函数图象的移动混为一谈.(4)非零向量a 与a |a |的关系:a|a |是a 方向上的单位向量.下列命题中,正确的是________.(填序号)①有向线段就是向量,向量就是有向线段;②向量a 与向量b 平行,则a 与b 的方向相同或相反;③向量AB →与向量CD →共线,则A ,B ,C ,D 四点共线; ④如果a ∥b ,b ∥c ,那么a ∥c ;⑤两个向量不能比较大小,但它们的模能比较大小.解:①不正确,向量可以用有向线段表示,但向量不是有向线段,有向线段也不是向量; ②不正确,若a 与b 中有一个为零向量,零向量的方向是任意的,故两向量方向不一定相同或相反;③不正确,共线向量所在的直线可以重合,也可以平行; ④不正确,如果b 为零向量,则a 与c 不一定平行;⑤正确,向量既有大小,又有方向,不能比较大小;向量的模均为实数,可以比较大小.故填⑤.类型二 向量的线性运算(1)如图,正方形ABCD 中,点E 是DC 的中点,点F 是BC 上靠近点B 的一个三等分点,那么EF →等于( )A.12AB →-13AD →B.14AB →+12AD →C.13AB →+12AD → D.12AB →-23AD →解:在△CEF 中,有EF →=EC →+CF →.因为点E 为DC 的中点,所以EC →=12DC →,因为点F 为BC 的一个三等分点,所以CF →=23CB →,所以EF →=12DC →+23CB →=12AB →+23DA →=12AB →-23AD →.故选D .(2)在△ABC 中,AB →=c ,AC →=b ,若点D 满足BD →=2DC →,则AD →等于( ) A.23b +13c B.53c -23b C.23b -13c D.13b +23c 解:∵BD →=2DC →,∴AD →-AB →=2(AC →-AD →), ∴3AD →=2AC →+AB →,∴AD →=23AC →+13AB →=23b +13c .故选A .【点拨】(1)解题的关键在于搞清构成三角形的三个向量间的相互关系,能熟练地找出图形中的相等向量,并能熟练运用相反向量将加减法相互转化.(2)用几个基本向量表示某个向量问题的基本技巧是:①观察各向量的位置;②寻找相应的三角形或多边形;③运用法则找关系;④化简结果.(1)(2015·福建模拟)在△ABC 中,AD →=2DC →,BA →=a ,BD →=b ,BC →=c ,则下列等式成立的是( )A .c =2b -aB .c =2a -bC .c =3a 2-b2D .c =3b 2-a2解:因为在△ABC 中,BC →=BD →+DC →=BD →+12AD →=BD →+12(BD →-BA →)=32BD →-12BA →,所以c =32b-12a .故选D .(2)(2014·全国Ⅰ)设D ,E ,F 分别为△ABC 的三边BC ,CA ,AB 的中点,则EB →+FC →=( )A.AD →B.12AD →C.BC →D.12BC →解:EB →+FC →=12(AB →+CB →)+12(AC →+BC →)=12(AB →+AC →)=AD →.故选A . 类型三 向量共线的充要条件及其应用已知A ,B ,C 是平面内三个不相同的点,O 是平面内任意一点,求证:向量OA →,OB →,OC →的终点A ,B ,C 共线的充要条件是存在实数λ,μ,使得OC →=λOA →+μOB →,且λ+μ=1.证明:(1)先证必要性. 若OA →,OB →,OC →的终点A ,B ,C 共线,则AB →∥BC →,∴存在实数m 使得BC →=mAB →,即OC →-OB →=m (OB →-OA →), ∴OC →=-mOA →+(1+m )OB →.令λ=-m ,μ=1+m ,则λ+μ=-m +1+m =1,即存在实数λ,μ,使得OC →=λOA →+μOB →,且λ+μ=1. (2)再证充分性. 若OC →=λOA →+μOB →,且λ+μ=1, 则OC →=λOA →+(1-λ)OB →, ∴OC →-OB →=λ(OA →-OB →),即BC →=λBA →, ∴BC →∥BA →,又BC 与BA 有公共点B , ∴A ,B ,C 三点共线.综合(1)(2)可知,原命题成立.【点拨】证明三点A ,B ,C 共线,借助向量,只需证明由这三点A ,B ,C 所组成的向量中有两个向量共线,即证明存在一个实数λ,使AB →=λBC →.但证明两条直线AB ∥CD ,除了证明存在一个实数λ,使AB →=λCD →外,还要说明两直线不重合.注意:本例的结论可作定理使用.(1)已知向量a ,b ,且AB →=a +2b ,BC →=-5a +6b ,CD →=7a -2b ,则一定共线的三点是( )A .A ,B ,D B .A ,B ,C C .B ,C ,DD .A ,C ,D解:BD →=BC →+CD →=(-5a +6b )+(7a -2b )=2a +4b =2(a +2b )=2AB →,∴A ,B ,D 三点共线.故选A .(2)设两个非零向量a 与b 不共线,若k a +b 和a +k b 共线,则实数k =________.解:∵k a +b 和a +k b 共线,∴存在实数λ,使k a +b =λ(a +k b ),即k a +b =λa +λk b .∴(k -λ)a =(λk -1)b .∵a ,b 是两个不共线的非零向量,∴k -λ=λk -1=0,∴k 2-1=0.∴k =±1.故填±1.(3)(2015·南京模拟)如图,经过△OAB 的重心G 的直线与OA ,OB 分别交于点P ,Q ,设OP →=mOA →,OQ →=nOB →,m ,n ∈R ,则1n +1m的值为________.解法一:∵G 是△OAB 的重心,∴OG →=13(OA →+OB →)=13m OP →+13nOQ →.由P ,G ,Q 三点共线可得,13m +13n =1,故1m +1n=3.解法二:设OA →=a ,OB →=b ,由题意知OG →=23×12(OA →+OB →)=13(a +b ),PQ →=OQ →-OP →=n b -m a ,PG →=OG →-OP →=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-m a +13b .由P ,G ,Q 三点共线得,存在实数λ,使得PQ →=λPG →,且λ≠0,即n b -m a =λ⎝ ⎛⎭⎪⎫13-m a +13λb ,从而⎩⎪⎨⎪⎧-m =λ⎝ ⎛⎭⎪⎫13-m ,n =13λ,消去λ得1n +1m =3.故填3.1.准确理解向量的概念,请特别注意以下几点: (1)a ∥b ,有a 与b 方向相同或相反两种情形;(2)向量的模与数的绝对值有所不同,如|a |=|b | a =±b ; (3)零向量的方向是任意的,并不是没有,零向量与任意向量平行; (4)对于任意非零向量a ,a||a 是与a 同向的单位向量,这也是求单位向量的方法; (5)向量平行,其所在直线不一定平行,两向量还可能在一条直线上;(6)只要不改变向量a 的大小和方向,可以自由平移a ,平移后的向量与a 相等,所以线段共线与向量共线是有区别的,当两向量共线且有公共点时,才能得出线段共线,向量的共线与向量的平行是一致的.2.向量具有大小和方向两个要素,既能像实数一样进行某些运算,又有直观的几何意义,是数与形的完美结合.向量是一个几何量,因此,在研究向量的有关问题时,一定要结合图形进行分析、判断,这是研究平面向量最重要的方法与技巧.3.向量加法的三角形法则可简记为“首尾相接,指向终点”;减法法则可简记为“起点重合,指向被减向量”;加法的平行四边形法则可简记 “起点重合,指向对角顶点”.4.平面向量的三种线性运算的结果仍为向量,在三种线性运算中,加法是最基本、最重要的运算,减法运算与数乘运算都以加法运算为基础,都可以归结为加法运算.5.对于两个向量共线定理(a (a ≠0)与b 共线⇔存在唯一实数λ使得b =λa )中条件“a ≠0”的理解:(1)当a =0时,a 与任一向量b 都是共线的;(2)当a =0且b ≠0时,b =λa 是不成立的,但a 与b 共线.因此,为了更具一般性,且使充分性和必要性都成立,我们要求a ≠0.换句话说,如果不加条件“a ≠0”,“a 与b 共线”是“存在唯一实数λ使得b =λa ”的必要不充分条件.1.设a 、b 都是非零向量,下列四个条件中,使a |a |=b|b |成立的充分条件是( )A .a =-bB .a ∥bC .a =2bD .a ∥b 且|a |=|b |解:由题意a |a |=b|b |表示与向量a 和向量b 同向的单位向量相等,故a 与b 同向共线.故选C .2.已知两个非零向量a ,b 不共线,AB →=2a +p b ,BC →=a +b ,CD →=a -2b ,若A ,B ,D 三点共线,则实数p 的值是( )A .-2B .-1C .1D .2解:∵BC →=a +b ,CD →=a -2b ,∴BD →=BC →+CD →=2a -b .又∵A ,B ,D 三点共线,∴AB →,BD→共线.设AB →=λBD →,∴2a +p b =λ(2a -b ),∴2=2λ且p =-λ,∴λ=1,p =-1.故选B .3.已知O ,A ,M ,B 为平面上四点,且OM →=λOB →+(1-λ)OA →,实数λ∈(1,2),则( ) A .点M 在线段AB 上 B .点B 在线段AM 上 C .点A 在线段BM 上D .O ,A ,M ,B 四点一定共线解:由题意得OM →-OA →=λ(OB →-OA →),即AM →=λAB →.又λ∈(1,2),∴点B 在线段AM 上.故选B .4.如图,已知AB 是圆O 的直径,点C ,D 是半圆弧的两个三等分点,AB →=a, AC →=b ,则AD →=( )A .a -12bB.12a -bC .a +12bD.12a +b 解:连接OD ,CD ,显然∠BOD =∠CAO =60°,则AC ∥OD ,且AC =OD ,即四边形CAOD为菱形,故AD →=AO →+AC →=12a +b ,故选D .5.已知平面内一点P 及△ABC ,若PA →+PB →+PC →=AB →,则点P 与△ABC 的位置关系是( )A .点P 在线段AB 上B .点P 在线段BC 上 C .点P 在线段AC 上D .点P 在△ABC 外部解:由PA →+PB →+PC →=AB →得PA →+PC →=AB →-PB →=AP →,即PC →=AP →-PA →=2AP →,所以点P 在线段AC 上.故选C .6.在平行四边形ABCD 中,点E 是AD 的中点,BE 与AC 相交于点F ,若EF →=mAB →+nAD →(m ,n ∈R ),则mn的值为( )A .-2B .-12C .2 D.12解:设AB →=a ,AD →=b ,则EF →=m a +n b ,BE →=AE →-AB →=12b -a ,由向量EF →与BE →共线可知存在非零实数λ,使得EF →=λBE →,即m a +n b =12λb -λa ,又a 与b 不共线,则⎩⎪⎨⎪⎧m =-λ,n =12λ, 消去λ得m n=-2.故选A .7.如图,在△ABC 中,H 为BC 上异于B ,C 的任一点,M 为AH 的中点,若AM →=λAB →+μAC →,则λ+μ=______.解:由B ,H ,C 三点共线,可令AH →=xAB →+(1-x )AC →.又M 是AH 的中点,所以AM →=12AH →=12xAB →+12(1-x )AC →.又AM →=λAB →+μAC →,所以λ+μ=12x +12(1-x )=12.故填12. 8.直角三角形ABC 中,斜边BC 长为2,O 是平面ABC 内一点,点P 满足OP →=OA →+12(AB →+AC →),则|AP →|=________.解:如图,取BC 边中点D ,连接AD ,则12(AB →+AC →)=AD →,OP →=OA →+12(AB →+AC →)⇒OP →=OA →+AD →⇒OP →-OA →=AD →⇒AP →=AD →,因此|AP →|=|AD →|=1,故填1.9.如图,在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,且AB =2CD ,M ,N 分别是DC 和AB 的中点,若AB →=a ,AD →=b ,试用a ,b 表示BC →和MN →.解:BC →=BA →+AD →+DC →=-a +b +12a =b -12a .MN →=MD →+DA →+AN →=-14a +(-b )+12a =14a -b .10.设两个非零向量e 1和e 2不共线.(1)如果AB →=e 1-e 2,BC →=3e 1+2e 2,CD →=-8e 1-2e 2,求证:A ,C ,D 三点共线;(2)如果AB →=e 1+e 2,BC →=2e 1-3e 2,CD →=2e 1-k e 2,且A ,C ,D 三点共线,求k 的值.解:(1)证明:∵AB →=e 1-e 2,BC →=3e 1+2e 2,CD →=-8e 1-2e 2,∴AC →=AB →+BC →=4e 1+e 2=-12(-8e 1-2e 2)=-12CD →,∴AC →与CD →共线.又∵AC →与CD →有公共点C ,∴A ,C ,D 三点共线. (2)AC →=AB →+BC →=(e 1+e 2)+(2e 1-3e 2)=3e 1-2e 2, ∵A ,C ,D 三点共线, ∴AC →与CD →共线,从而存在实数λ使得AC →=λCD →, 即3e 1-2e 2=λ(2e 1-k e 2), 得⎩⎪⎨⎪⎧3=2λ,-2=-λk ,解得λ=32,k =43.故k 的值为43.11.如图所示,在△ABO 中,OC →=14OA →,OD →=12OB →,AD 与BC 相交于点M ,设OA →=a ,OB →=b .试用a 和b 表示向量OM →.解:∵A ,M ,D 三点共线, ∴OM →=λ1OD →+(1-λ1)OA →=12λ1b +(1-λ1)a ,①∵C ,M ,B 三点共线,∴OM →=λ2OB →+(1-λ2)OC →=λ2b +1-λ24a ,②由①②可得⎩⎪⎨⎪⎧12λ1=λ2,1-λ1=1-λ24, 解得⎩⎪⎨⎪⎧λ1=67,λ2=37.故OM →=17a +37b . 设A 1,A 2,A 3,A 4是平面直角坐标系中两两不同的四点,若A 1A 3→=λA 1A 2→(λ∈R ),A 1A 4→=μA 1A 2→(μ∈R ),且1λ+1μ=2,则称A 3,A 4调和分割A 1,A 2.已知平面上的点C ,D 调和分割点A ,B ,则下面说法正确的是( )A .C 可能是线段AB 的中点B .D 可能是线段AB 的中点C .C ,D 可能同时在线段AB 上D .C ,D 不可能同时在线段AB 的延长线上解:若C ,D 调和分割点A ,B ,则AC →=λAB →(λ∈R ),AD →=μAB →(μ∈R ),且1λ+1μ=2.对于选项A ,若C 是线段AB 的中点,则AC →=12AB →⇒λ=12⇒1μ=0,故A 选项错误;同理B 选项错误;对于选项C ,若C ,D 同时在线段AB 上,则0<λ<1,0<μ<1⇒1λ+1μ>2,C 选项错误;对于选项D ,若C ,D 同时在线段AB 的延长线上,则λ>1,μ>1⇒1λ+1μ<2,故C ,D 不可能同时在线段AB 的延长线上,D 选项正确.故选D .。
(五年高考真题)2016届高考数学复习 第五章 第一节 平面向量的概念及坐标运算 理
第一节 平面向量的概念及坐标运算考点一 平面向量的线性运算1.(2015·新课标全国Ⅰ,7)设D 为△ABC 所在平面内一点,BC →=3CD →,则( ) A.AD →=-13AB →+43AC →B.AD →=13AB →-43AC →C.AD →=43AB →+13AC →D.AD →=43AB →-13AC →解析 ∵BC →=3CD →,∴AC →-AB →=3(AD →-AC →),即4AC →-AB →=3AD →, ∴AD →=-13AB →+43AC →.答案 A2.(2014·福建,8)在下列向量组中,可以把向量a =(3,2)表示出来的是( ) A .e 1=(0,0),e 2=(1,2) B .e 1=(-1,2),e 2=(5,-2) C .e 1=(3,5),e 2=(6,10) D .e 1=(2,-3),e 2=(-2,3)解析 法一 若e 1=(0,0),e 2=(1,2),则e 1∥e 2,而a 不能由e 1,e 2表示,排除A ;若e 1=(-1,2),e 2=(5,-2),因为-15≠2-2,所以e 1,e 2不共线,根据共面向量的基本定理,可以把向量a =(3,2)表示出来,故选B.法二 因为a =(3,2),若e 1=(0,0),e 2=(1,2),不存在实数λ,μ,使得a =λe 1+μe 2,排除A ;若e 1=(-1,2),e 2=(5,-2),设存在实数λ,μ,使得a =λe 1+μe 2,则(3,2)=(-λ+5μ,2λ-2μ),所以⎩⎪⎨⎪⎧3=-λ+5μ,2=2λ-2μ,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=2,μ=1.所以a =2e 1+e 2,故选B. 答案 B3.(2012·天津,7)已知△ABC 为等边三角形,AB =2.设点P ,Q 满足AP →=λAB →,AQ →=(1-λ)AC →,λ∈R .若BQ →·CP →=-32,则λ=( )解析 设AB →=a ,AC →=b ,则|a|=|b|=2,且a ,b=π3. BQ →=AQ →-AB →=(1-λ)b -a ,CP →=AP →-AC →=λa -b . BQ →·CP →=[(1-λ)b -a ]·(λa -b )=[λ(1-λ)+1]a·b -λa 2-(1-λ)b 2=(λ-λ2+1)×2-4λ-4(1-λ) =-2λ2+2λ-2 =-32.即(2λ-1)2=0,∴λ=12.答案 A4.(2015·新课标全国Ⅱ,13)设向量a ,b 不平行,向量λa +b 与a +2b 平行,则实数λ=____________.解析 ∵向量a ,b 不平行,∴a +2b ≠0,又向量λa +b 与a +2b 平行,则存在唯一的实数μ,使λa +b =μ(a +2b )成立,即λa +b =μa +2μb ,则得⎩⎪⎨⎪⎧λ=μ,1=2μ,解得λ=μ=12.答案 125.(2015·北京,13)在△ABC 中,点M ,N 满足AM →=2MC →,BN →=NC →.若MN →=xAB →+yAC →,则x =________;y =________.解析 MN →=MC →+CN →=13AC →+12CB →=13AC →+12(AB →-AC →)=12AB →-16AC →, ∴x =12,y =-16.答案 12 -166.(2014·新课标全国Ⅰ,15)已知A ,B ,C 为圆O 上的三点,若AO →=12(AB →+AC →),则AB →与AC→的夹角为________.解析 由AO →=12(AB →+AC →)可知O 为BC 的中点,即BC 为圆O 的直径,又因为直径所对的圆周角为直角,所以∠BAC =90°,所以AB →与AC →的夹角为90°. 答案 90°考点二 平面向量基本定理及坐标运算1.(2015·湖南,8)已知点A ,B ,C 在圆x 2+y 2=1上运动,且AB ⊥BC .若点P 的坐标为(2,0),则|PA →+PB →+PC →|的最大值为( ) A .6B .7C .8D .9解析 由A ,B ,C 在圆x 2+y 2=1上,且AB ⊥BC ,∴AC 为圆直径,故PA →+PC →=2PO →=(-4,0),设B (x ,y ),则x 2+y 2=1且x ∈[-1,1],PB →=(x -2,y ),所以PA →+PB →+PC →=(x -6,y ).故|PA →+PB →+PC →|=-12x +37,∴x =-1时有最大值49=7,故选B. 答案 B2.(2014·安徽,10)在平面直角坐标系xOy 中,已知向量a ,b ,|a |=|b |=1,a ·b =0,点Q 满足OQ →=2(a +b ).曲线C ={P |OP →=a cos θ+b cos θ,0≤θ<2π},区域Ω={P |0<r ≤|PQ →|≤R ,r <R }.若C ∩Ω为两段分离的曲线,则( ) A .1<r <R <3 B .1<r <3≤R C .r ≤1<R <3D .1<r <3<R解析 由已知可设OA →=a =(1,0),OB →=b =(0,1),P (x ,y ),则OQ →=(2,2),曲线C ={P |OP →=(cos θ,sin θ),0≤θ<2π},即C :x 2+y 2=1,区域Ω={P |0<r ≤|PQ →|≤R ,r <R }表示圆P 1:(x -2)2+(y -2)2=r 2与圆P 2:(x -2)2+(y -2)2=R 2所形成的圆环,如图所示,要使C ∩Ω为两段分离的曲线,只有1<r <R <3. 答案 A3.(2012·广东,3)若向量BA →=(2,3),CA →=(4,7),则BC →=( )A .(-2,-4)B .(2,4)C .(6,10)D .(-6,-10)解析 ∵BA →=(2,3),CA →=(4,7),∴BC →=BA →+AC →=BA →-CA →=(2,3)-(4,7)=(2-4,3-7)=(-2,-4). 答案 A4.(2012·大纲全国,6)△ABC 中,AB 边的高为CD .若CB →=a ,CA →=b ,a ·b =0,|a |=1,|b |=2,则AD →=( ) A.13a -13b B.23a -23b C.35a -35bD.45a -45b 解析 解Rt △ABC 得AB =5,AD =45 5.即AD →=45AB →=45(CB →-CA →)=45a -45b ,故选D.答案 D5.(2011·山东,12)设A 1,A 2,A 3,A 4是平面直角坐标系中两两不同的四点,若A 1A 3→=λA 1A 2→(λ∈R ),A 1A 4→=μA 1A 2→(μ∈R ),且1λ+1μ=2,则称A 3,A 4调和分割A 1,A 2.已知平面上的点C ,D 调和分割点A ,B ,则下列说法正确的是( ) A .C 可能是线段AB 的中点 B .D 可能是线段AB 的中点 C .C ,D 可能同时在线段AB 上D .C ,D 不可能同时在线段AB 的延长线上 解析 ∵C ,D 调和分割点A ,B ,∴AC →=λAB →,AD →=μAB →,且1λ+1μ=2(*),不妨设A (0,0),B (1,0),则C (λ,0),D (μ,0),对A ,若C 为AB 的中点,则AC →=12AB →,即λ=12,将其代入(*)式,得1μ=0,这是无意义的,故A 错误;对B ,若D 为AB 的中点,则μ=12,同理得1λ=0,故B 错误;对C ,要使C ,D 同时在线段AB 上,则0<λ<1且0<μ<1,∴1λ>1,1μ>1,∴1λ+1μ>2,这与1λ+1μ=2矛盾;故C 错误;显然D 正确. 答案 D6.(2015·江苏,6)已知向量a =(2,1),b =(1,-2),若m a +n b =(9,-8)(m ,n ∈R ),则m -n 的值为________.解析 ∵a =(2,1),b =(1,-2),∴m a +n b =(2m +n ,m -2n )=(9,-8),即⎩⎪⎨⎪⎧2m +n =9,m -2n =-8,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =2,n =5,故m -n =2-5=-3. 答案 -37.(2014·湖南,16)在平面直角坐标系中,O 为原点,A (-1,0),B (0,3),C (3,0),动点D 满足|CD →|=1,则|OA →+OB →+OD →|的最大值是________.解析 设D (x ,y ),由|CD →|=1,得(x -3)2+y 2=1,向量OA →+OB →+OD →=(x -1,y +3),故|OA →+OB →+OD →|=(x -1)2+(y +3)2的最大值为圆(x -3)2+y 2=1上的动点到点(1,-3)距离的最大值,其最大值为圆(x -3)2+y 2=1的圆心(3,0)到点(1,-3)的距离加上圆的半径,即(3-1)2+(0+3)2+1=1+7. 答案 1+78.(2013·北京,13)向量a ,b ,c 在正方形网格中的位置如图所示.若c =λa +μb (λ,μ∈R ),则λμ=________.解析 以向量a 和b 的交点为坐标原点建立如图所示的坐标系,令每个小正方形的边长为1个单位,则A (1,-1),B (6,2),C (5,-1),所以a =AO →=(-1,1),b =OB →=(6,2),c =BC →=(-1,-3).由c =λa +μb可得⎩⎪⎨⎪⎧-1=-λ+6μ,-3=λ+2μ,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=-2,μ=-12,所以λμ=4.答案 4。
高三数学高三复习3年高考2年模拟 第五章 平面向量、解三角形 第一节 平面向量
第五章 平面向量、解三角形第一节 平面向量 第一部分 三年高考荟萃2010年高考题一、选择题1.(2010湖南文)6. 若非零向量a ,b 满足||||,(2)0a b a b b =+⋅=,则a 与b 的夹角为 A. 300B. 600C. 1200D. 1500【答案】 C2.(2010全国卷2理)(8)ABC V 中,点D 在AB 上,CD 平方ACB ∠.若C B a =u r ,CA b =uu r,1a =,2b =,则CD =u u u r(A )1233a b +(B )2133a b + (C )3455a b + (D )4355a b + 【答案】B【命题意图】本试题主要考查向量的基本运算,考查角平分线定理. 【解析】因为CD 平分ACB ∠,由角平分线定理得AD CA2=DBCB 1=,所以D 为AB 的三等分点,且22AD AB (CB CA)33==-,所以2121CD CA+AD CB CA a b 3333==+=+,故选B.3.(2010辽宁文)(8)平面上,,O A B 三点不共线,设,OA a OB b ==,则OAB ∆的面积等于(A 222()a b a b -⋅ (B 222()a b a b +⋅(C 222()a b a b -⋅ (D 222()a b a b +⋅【答案】C 解析:222111(||||sin ,||||1cos ,||||1222||||OABa S ab a b a b a b a b a b ∆⋅=<>=-<>=-222()a b a b =-⋅4.(2010辽宁理)(8)平面上O,A,B 三点不共线,设,OA =a OB b =,则△OAB 的面积等于【答案】C【命题立意】本题考查了三角形面积的向量表示,考查了向量的内积以及同角三角函数的基本关系。
【解析】三角形的面积S=12|a||b|sin<a,b>,而11|||||||sin ,22a b a b a b =<> 5.(2010全国卷2文)(10)△ABC 中,点D 在边AB 上,CD 平分∠ACB ,若CB = a , CA = b ,a = 1 ,b = 2, 则CD =(A )13a + 23b (B )23a +13b (C )35a +45b (D )45a +35b 【答案】 B【解析】B :本题考查了平面向量的基础知识∵ CD 为角平分线,∴ 12BD BC AD AC ==,∵ AB CB CA a b =-=-,∴ 222333AD AB a b ==-,∴ 22213333CD CA AD b a b a b =+=+-=+6.(2010安徽文)(3)设向量(1,0)a =,11(,)22b =,则下列结论中正确的是(A)a b = (B)22a b =(C)//a b (D)a b -与b 垂直 【答案】D【解析】11(,)22--a b =,()0a b b -=,所以-a b 与b 垂直.【规律总结】根据向量是坐标运算,直接代入求解,判断即可得出结论.7.(2010重庆文)(3)若向量(3,)a m =,(2,1)b =-,0a b =,则实数m 的值为 (A )32-(B )32(C )2 (D )6 【答案】 D解析:60a b m =-=,所以m =68.(2010重庆理)(2) 已知向量a ,b 满足0,1,2,a b a b ∙===,则2a b -=A. 0B.C. 4D. 8 【答案】 B 解析:2a b -=22844)2(222==+⋅-=-b b a a b a9.(2010山东文)(12)定义平面向量之间的一种运算“”如下:对任意的(,)a m n =,(,)b p q =,令a b mq np =-,下面说法错误的是(A)若a 与b 共线,则0a b =(B)ab b a =(C)对任意的R λ∈,有()()a b a b λλ=(D)2222()()||||ab a b a b +∙=【答案】B10.(2010四川理)(5)设点M 是线段BC 的中点,点A 在直线BC 外,216,B C A B A C A B A C =∣+∣=∣-∣,则AM ∣∣=(A )8 (B )4 (C ) 2 (D )1 解析:由2BC =16,得|BC |=4AB AC AB AC BC ∣+∣=∣-∣=||=4而AB AC AM ∣+∣=2∣∣ 故AM ∣∣=2 【答案】C11.(2010天津文)(9)如图,在ΔABC 中,AD AB ⊥,3BC =BD ,1AD =,则A C A D⋅=(A )(B (C (D 【答案】D【解析】本题主要考查平面向量的基本运算与解三角形的基础知识,属于难题。
(五年高考真题)2016届高考数学复习 第五章 第一节 平面向量的概念及坐标运算 理(全国通用)
第一节 平面向量的概念及坐标运算考点一 平面向量的线性运算1.(2015·新课标全国Ⅰ,7)设D 为△ABC 所在平面内一点,BC →=3CD →,则( ) A.AD →=-13AB →+43AC →B.AD →=13AB →-43AC →C.AD →=43AB →+13AC →D.AD →=43AB →-13AC →解析 ∵BC →=3CD →,∴AC →-AB →=3(AD →-AC →),即4AC →-AB →=3AD →, ∴AD →=-13AB →+43AC →.答案 A2.(2014·福建,8)在下列向量组中,可以把向量a =(3,2)表示出来的是( ) A .e 1=(0,0),e 2=(1,2) B .e 1=(-1,2),e 2=(5,-2) C .e 1=(3,5),e 2=(6,10) D .e 1=(2,-3),e 2=(-2,3)解析 法一 若e 1=(0,0),e 2=(1,2),则e 1∥e 2,而a 不能由e 1,e 2表示,排除A ;若e 1=(-1,2),e 2=(5,-2),因为-15≠2-2,所以e 1,e 2不共线,根据共面向量的基本定理,可以把向量a =(3,2)表示出来,故选B.法二 因为a =(3,2),若e 1=(0,0),e 2=(1,2),不存在实数λ,μ,使得a =λe 1+μe 2,排除A ;若e 1=(-1,2),e 2=(5,-2),设存在实数λ,μ,使得a =λe 1+μe 2,则(3,2)=(-λ+5μ,2λ-2μ),所以⎩⎪⎨⎪⎧3=-λ+5μ,2=2λ-2μ,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=2,μ=1. 所以a =2e 1+e 2,故选B. 答案 B3.(2012·天津,7)已知△ABC 为等边三角形,AB =2.设点P ,Q 满足AP →=λAB →,AQ →=(1-λ)AC →,λ∈R .若BQ →·CP →=-32,则λ=( )A.12B.1±22C.1±102D.-3±222解析 设AB →=a ,AC →=b ,则|a|=|b|=2,且a ,b=π3. BQ →=AQ →-AB →=(1-λ)b -a ,CP →=AP →-AC →=λa -b . BQ →·CP →=[(1-λ)b -a ]·(λa -b )=[λ(1-λ)+1]a·b -λa 2-(1-λ)b 2=(λ-λ2+1)×2-4λ-4(1-λ) =-2λ2+2λ-2 =-32.即(2λ-1)2=0,∴λ=12.答案 A4.(2015·新课标全国Ⅱ,13)设向量a ,b 不平行,向量λa +b 与a +2b 平行,则实数λ=____________.解析 ∵向量a ,b 不平行,∴a +2b ≠0,又向量λa +b 与a +2b 平行,则存在唯一的实数μ,使λa +b =μ(a +2b )成立,即λa +b =μa +2μb ,则得⎩⎪⎨⎪⎧λ=μ,1=2μ,解得λ=μ=12.答案 125.(2015·北京,13)在△ABC 中,点M ,N 满足AM →=2MC →,BN →=NC →.若MN →=xAB →+yAC →,则x =________;y =________.解析 MN →=MC →+CN →=13AC →+12CB →=13AC →+12(AB →-AC →)=12AB →-16AC →, ∴x =12,y =-16.答案 12 -166.(2014·新课标全国Ⅰ,15)已知A ,B ,C 为圆O 上的三点,若AO →=12(AB →+AC →),则AB →与AC→的夹角为________.解析 由AO →=12(AB →+AC →)可知O 为BC 的中点,即BC 为圆O 的直径,又因为直径所对的圆周角为直角,所以∠BAC =90°,所以AB →与AC →的夹角为90°. 答案 90°考点二 平面向量基本定理及坐标运算1.(2015·湖南,8)已知点A ,B ,C 在圆x 2+y 2=1上运动,且AB ⊥BC .若点P 的坐标为(2,0),则|PA →+PB →+PC →|的最大值为( ) A .6B .7C .8D .9解析 由A ,B ,C 在圆x 2+y 2=1上,且AB ⊥BC ,∴AC 为圆直径,故PA →+PC →=2PO →=(-4,0),设B (x ,y ),则x 2+y 2=1且x ∈[-1,1],PB →=(x -2,y ),所以PA →+PB →+PC →=(x -6,y ).故|PA →+PB →+PC →|=-12x +37,∴x =-1时有最大值49=7,故选B. 答案 B2.(2014·安徽,10)在平面直角坐标系xOy 中,已知向量a ,b ,|a |=|b |=1,a ·b =0,点Q 满足OQ →=2(a +b ).曲线C ={P |OP →=a cos θ+b cos θ,0≤θ<2π},区域Ω={P |0<r ≤|PQ →|≤R ,r <R }.若C ∩Ω为两段分离的曲线,则( ) A .1<r <R <3 B .1<r <3≤R C .r ≤1<R <3D .1<r <3<R解析 由已知可设OA →=a =(1,0),OB →=b =(0,1),P (x ,y ),则OQ →=(2,2),曲线C ={P |OP →=(cos θ,sin θ),0≤θ<2π},即C :x 2+y 2=1,区域Ω={P |0<r ≤|PQ →|≤R ,r <R }表示圆P 1:(x -2)2+(y -2)2=r 2与圆P 2:(x -2)2+(y -2)2=R 2所形成的圆环,如图所示,要使C ∩Ω为两段分离的曲线,只有1<r <R <3. 答案 A3.(2012·广东,3)若向量BA →=(2,3),CA →=(4,7),则BC →=( ) A .(-2,-4) B .(2,4) C .(6,10)D .(-6,-10)解析 ∵BA →=(2,3),CA →=(4,7),∴BC →=BA →+AC →=BA →-CA →=(2,3)-(4,7)=(2-4,3-7)=(-2,-4). 答案 A4.(2012·大纲全国,6)△ABC 中,AB 边的高为CD .若CB →=a ,CA →=b ,a ·b =0,|a |=1,|b |=2,则AD →=( ) A.13a -13b B.23a -23b C.35a -35bD.45a -45b 解析 解Rt △ABC 得AB =5,AD =45 5.即AD →=45AB →=45(CB →-CA →)=45a -45b ,故选D.答案 D5.(2011·山东,12)设A 1,A 2,A 3,A 4是平面直角坐标系中两两不同的四点,若A 1A 3→=λA 1A 2→(λ∈R ),A 1A 4→=μA 1A 2→(μ∈R ),且1λ+1μ=2,则称A 3,A 4调和分割A 1,A 2.已知平面上的点C ,D 调和分割点A ,B ,则下列说法正确的是( ) A .C 可能是线段AB 的中点 B .D 可能是线段AB 的中点 C .C ,D 可能同时在线段AB 上D .C ,D 不可能同时在线段AB 的延长线上 解析 ∵C ,D 调和分割点A ,B ,∴AC →=λAB →,AD →=μAB →,且1λ+1μ=2(*),不妨设A (0,0),B (1,0),则C (λ,0),D (μ,0),对A ,若C 为AB 的中点,则AC →=12AB →,即λ=12,将其代入(*)式,得1μ=0,这是无意义的,故A 错误;对B ,若D 为AB 的中点,则μ=12,同理得1λ=0,故B 错误;对C ,要使C ,D 同时在线段AB 上,则0<λ<1且0<μ<1, ∴1λ>1,1μ>1,∴1λ+1μ>2,这与1λ+1μ=2矛盾;故C 错误;显然D 正确. 答案 D6.(2015·江苏,6)已知向量a =(2,1),b =(1,-2),若m a +n b =(9,-8)(m ,n ∈R ),则m -n 的值为________.解析 ∵a =(2,1),b =(1,-2),∴m a +n b =(2m +n ,m -2n )=(9,-8),即⎩⎪⎨⎪⎧2m +n =9,m -2n =-8,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =2,n =5,故m -n =2-5=-3. 答案 -37.(2014·湖南,16)在平面直角坐标系中,O 为原点,A (-1,0),B (0,3),C (3,0),动点D 满足|CD →|=1,则|OA →+OB →+OD →|的最大值是________.解析 设D (x ,y ),由|CD →|=1,得(x -3)2+y 2=1,向量OA →+OB →+OD →=(x -1,y +3),故|OA →+OB →+OD →|=(x -1)2+(y +3)2的最大值为圆(x -3)2+y 2=1上的动点到点(1,-3)距离的最大值,其最大值为圆(x -3)2+y 2=1的圆心(3,0)到点(1,-3)的距离加上圆的半径,即(3-1)2+(0+3)2+1=1+7. 答案 1+78.(2013·北京,13)向量a ,b ,c 在正方形网格中的位置如图所示.若c =λa +μb (λ,μ∈R ),则λμ=________.解析 以向量a 和b 的交点为坐标原点建立如图所示的坐标系,令每个小正方形的边长为1个单位,则A (1,-1),B (6,2),C (5,-1),所以a =AO →=(-1,1),b =OB →=(6,2),c =BC →=(-1,-3).由c =λa +μb可得⎩⎪⎨⎪⎧-1=-λ+6μ,-3=λ+2μ,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=-2,μ=-12,所以λμ=4.答案 4。
【大高考】2016三年模拟一年创新第五章 第一节 平面向量的概念及坐标运算 文
第一节 平面向量的概念及坐标运算A 组 专项基础测试三年模拟精选一、选择题1.(2015·济宁市高三统考)如图,在平行四边形ABCD 中,M 为CD 中点,若AC →=λAM →+μAB →,则μ的值为( )A.14B.13C.12D.1 解析 ∵AC →=AB →+AD →,AM →=AD →+12AB →, ∴AC →=12AB →+AM →,故μ=12. 答案 C2.(2015·绵阳市一诊)如图,正六边形ABCDEF 的边长为1,则AD →·DB →=( )A. 3B.- 3C.3D.-3解析 因为AD →=AB →+BD →,AB →⊥BD →,所以AD →·DB →=(AB →+BD →)·DB →=AB →·DB →+BD →·DB →=0-|BD →|2=-3.答案 D3.(2015·长春第一次调研)在△ABC 中,点P 在BC 上,且BP →=2PC →,点Q 是AC 的中点,若PA→=(4,3),PQ →=(1,5),则BC →等于( )A.(-2,7)B.(-6,21)C.(2,-7)D.(6,-21)解析 BC →=3PC →=3(2PQ →-PA →)=6PQ →-3PA →=(6,30)-(12,9)=(-6,21).答案 B二、填空题4.(2014·青岛调研)若向量a =(1,2),b =(x ,1),u =a +2b ,ν=2a -b ,且u∥ν,则x =________.解析 u =(1,2)+2(x ,1)=(1,2)+(2x ,2)=(2x +1,4).v =2(1,2)-(x ,1)=(2,4)-(x ,1)=(2-x ,3).由u∥v ,一定存在λ∈R ,使u =λv ,则有(2x +1,4)=((2-x )λ,3λ).∴⎩⎪⎨⎪⎧2x +1=(2-x )λ,4=3λ. ∴2x +1=43(2-x ), 解得x =12.也可由下面的方法求得: 由u ∥v ,得(2x +1)·3-4(2-x )=0.∴x =12. 答案 12一年创新演练5.在四边形ABCD 中,AB ∥CD ,AB =3DC ,E 为BC 的中点,则AE →=( )A.23AB →+12AD → B.12AB →+23AD → C.56AB →+13AD → D.13AB →+56AD →解析 BC →=BA →+AD →+DC →=-23AB →+AD →,AE →=AB →+BE →=AB →+12BC →=AB →+12(AD →-23AB →)=23AB →+12AD →.故选A.答案 A6.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,m =(3b -c ,cos C ),n =(a ,cos A ),m ∥n ,则cos A 的值等于( ) A.36 B.34 C.33 D.32解析 ∵m ∥n ,∴(3b -c )·cos A -a cos C =0, 即:(3sin B -sin C )cos A -sin A cos C =0,3sin B cos A =sin B ,∵B ∈(0,π),∴sin B ≠0,故cos A =33. 答案 CB 组 专项提升测试三年模拟精选一、选择题7.(2015·江西省质检三)在△ABC 中,AB →=c ,AC →=b ,若点D 满足BD →=4DC →,则AD →等于( ) A.23b +13c B.53c -23b C.45b -15c D.45b +15c 解析 ∵BD →=4DC →,∴AD →-AB →=BD →=4DC →=4(AC →-AD →),∴5AD →=4AC →+AB →,∴AD →=45AC →+15AB →=45b +15c . 答案 D8.(2015·湖南四大名校检测)已知向量a ,b ,c 都不平行,且λ1a +λ2b +λ3c =0(λ1,λ2,λ3∈R ),则( )A.λ1,λ2,λ3一定全为0B.λ1,λ2,λ3中至少有一个为0C.λ1,λ2,λ3全不为0D.λ1,λ2,λ3的值只有一组解析 在△ABC 中,设AB →=a ,BC →=b ,CA →=c ,则a ,b ,c 都不平行,且a +b +c =0,排除A ,B ;又2a +2b +2c =0,排除D.故选C.答案 C二、填空题9.(2014·汕头模拟)在△ABC 中,已知D 是AB 边上一点,若AD →=2DB →,CD →=13CA →+λCB →,则λ=________.解析 由图知CD →=CA →+AD →,①CD →=CB →+BD →,②且AD →+2BD →=0.①+②×2得:3CD →=CA →+2CB →,∴CD →=13CA →+23CB →,∴λ=23. 答案 23一年创新演练10.如图,平面内的两条相交直线OP 1和OP 2将该平面分割成四个部分Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ(不包含边界).设OP →=mOP 1→+nOP 2→,且点P 落在第Ⅲ部分,则实数m ,n 满足( )A.m >0,n >0B.m >0,n <0C.m <0,n >0D.m <0,n <0解析 由题意及平面向量基本定理易得在OP →=mOP 1→+nOP 2→中,m >0,n <0.答案 B11.设向量a =(a 1,a 2),b =(b 1,b 2),定义一种向量积a ⊗b =(a 1b 1,a 2b 2),已知向量m =⎝ ⎛⎭⎪⎫2,12,n =⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0,点P (x ,y )在y =sin x 的图象上运动,Q 是函数y =f (x )图象上的点,且满足OQ →=m ⊗OP →+n (其中O 为坐标原点),则函数y =f (x )的值域是________.解析 设Q (c ,d ),由新的运算可得OQ →=m ⊗OP →+n =⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ,12sin x +⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0=⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,12sin x , 由⎩⎪⎨⎪⎧c =2x +π3,d =12sin x ,消去x 得d =12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12c -π6, 所以y =f (x )=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π6,易知y =f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12。
2016届高考数学第一轮复习 第五章 平面向量课件 理 北师大版
a
31
=a-b,
1
1
1
=6 =6a-6b,
1
5
6
6
=+= a+ b,
=a+b,
1
1
2
2
2
2
6
3
3
3
= + = + = = a+ b,
1
1
=-=2a-6b.
a
32
题型
共线向量定理
三
设两个非零向量 a 与 b 不共线.
(1)若=a+b, =2a+8b, =3(a-b),求证:A,B,D 三
D
本题考查平面向量的相关概念及加法、减法法则,
考查数形结合思想、信息迁移和分析解决问题的综合能力.
a
21
(见学生用书 P86)
题型
平面向量的有关概念
一
给出下列四个命题:
①若|a|=|b|,则 a=b;
②若 A,B,C,D 是不共线的四点,则“= ”是“四边
形 ABCD 为平行四边形”的充要条件;
分条件;B 可以推得
A;D 为充分不必要条件.故选 D.
D
a
43
4.已知点 O 是平面上的一定点,△ABC 的内角 A,B,C 所对的
5.相等向量:长度相等且 方向 相同的向量.
6.相反向量:长度相等且 方向 相反的向量.
a
3
向量
运算
二、向量的线性运算
法则(或几
定义
何意义)
运算律
(1)交换律:
a+b=b+a
加法 求两个向量和的运算
(2)结合律:
2016届人教A版高考数学大一轮复习课件 第5章 平面向量 第1讲
解析 设A→B=a,A→C=b,则E→B=-12b+a,F→C=-12a+b,
从而E→B+F→C=-12b+a+-12a+b=12(a+b)=A→D,故选 A.
答案 A
基础诊断
考点突破 课堂总结 第九页,编辑于星期五:十八点 四十二分。
4.(2014·福建卷)设 M 为平行四边形 ABCD 对角线的交点,O
基础诊断
考点突破 课堂总结 第二十四页,编辑于星期五:十八点 四十二分。
(2)解 ∵ka+b 与 a+kb 共线, ∴存在实数 λ,使 ka+b=λ(a+kb), 即 ka+b=λa+λkb, ∴(k-λ)a=(λk-1)b. ∵a,b 是不共线的两个非零向量, ∴k-λ=λk-1=0,∴k2-1=0,∴k=±1.
条直线上.
(× )
Байду номын сангаас
(4)若 a∥b,则∃λ∈R 使 b=λa.
( ×)
基础诊断
考点突破 课堂总结 第七页,编辑于星期五:十八点 四十二分。
2.(2015·东北三省四市联考)在四边形 ABCD 中,若A→C=A→B+
A→D,则四边形 ABCD 一定是
()
A.矩形
B.菱形
C.正方形
D.平行四边形
解析 依题意得A→B+B→C=A→B+A→D,B→C=A→D,因此 BC∥
④若 a∥b,b∥c,则 a∥c.
其中正确命题的序号是 ( )
A.②③
B.②④
C.③④
D.②③④
基础诊断
考点突破 课堂总结 第十二页,编辑于星期五:十八点 四十二分。
解析 ①不正确.两个向量的长度相等,但它们的方向不一 定相同. ②正确.∵A→B=D→C,∴|A→B|=|D→C|且A→B∥D→C,又 A,B,C, D 是不共线的四点,∴四边形 ABCD 为平行四边形;反之, 若四边形 ABCD 为平行四边形,则|A→B|=|D→C|,A→B∥D→C且A→B, D→C方向相同,因此,A→B=D→C.
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第一节 平面向量的概念及坐标运算
A 组 专项基础测试
三年模拟精选
一、选择题
1.(2015·浙江慈溪余姚模拟)在△ABC 中,设三边AB ,BC ,CA 的中点分别为E ,F ,D ,则EC →+FA →
=( )
A.BD →
B.12BD →
C.AC →
D.12AC →
解析 如图,EC →=12(AC →+BC →),FA →=12
(CA →+BA →),所以EC →+FA →=BD →.故选A.
答案 A
2.(2015·广东佛山模拟)如图,一直线EF 与平行四边形ABCD 的两
边AB ,AD 分别交于E ,F 两点,且交其对角线于K ,其中,AE →=25
AB →,AF →=12AD →,AK →=λAC →
,则λ的值为( )
A.29
B.27
C.25
D.23 解析 ∵AE →=25AB →,AF →=12AD →,则AB →=52
AE →,AD →=2AF →,由向量加法的平行四边形法则可知,AC →=AB →+AD →,
∴AK →=λAC →=λ(AB →+AD →)=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫52AE →+2AF →=52
λAE →+2λAF →,由E ,F ,K 三点共线可得,λ=29
,故选A. 答案 A
3.(2014·福州二模)已知向量a =(1,1),b =(2,x ),若a +b 与a -b 平行,则实数x 的值是( )
A .-2
B .0
C .1
D .2
解析 由a =(1,1),b =(2,x ),知a +b =(3,1+x ),a -b =(-1,1-x ).若a +b
与a -b 平行,则3(1-x )+(1+x )=0,即x =2,故选D.
答案 D
4.(2014·济宁3月模拟)设A ,B ,C 是圆x 2+y 2=1上不同的三个点,且OA →·OB →=0,若存
在实数λ,μ使得OC →=λOA →+μOB →,则实数λ,μ的关系为( )
A .λ2+μ2=1
B.1λ+1μ=1 C .λ·μ=1 D .λ+μ=1
解析 由OC →=λOA →+μOB →得|OC →|2=(λOA →+μOB →)2=λ2|OA →|2+μ2|OB →|2+2λμOA →·OB →.
因为OA →·OB →=0,所以λ2+μ2=1.所以选A.
答案 A
二、填空题
5.(2013·江苏苏州一模)如图,在△ABC 中,点O 是BC 的中点.过点O 的
直线分别交直线AB 、AC 于不同的两点M 、N ,若AB →=mAM →,AC →=nAN →,则m
+n 的值为________.
解析 连接AO ,则AO →=12(AB →+AC →)=m 2AM →+n 2
AN →, ∵M 、O 、N 三点共线,∴m 2+n 2
=1, ∴m +n =2.
答案 2
一年创新演练
6.设x ,y ∈R ,向量a =(x ,1),b =(1,y ),c =(2,-4)且a ⊥c ,b ∥c ,则x +y =
( )
A .0
B .1
C .2
D .-2 解析 ∵a ⊥c ,b ∥c ,∴2x -4=0,2y +4=0,解得x =2,y =-2,∴x +y =0.故选A. 答案 A
7.在平面直角坐标系中,已知AB →=(-1,3),AC →=(2,-1),则|BC →|=________.
解析 BC →=AC →-AB →=(2,-1)-(-1,3)=(3,-4),∴|BC →|=5.
答案 5
B 组 专项提升测试
三年模拟精选
一、选择题
8.(2015·广东江门质检)给定两个长度为1的平面向量OA →和OB →,它们
的夹角为90°,如图所示,点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上运动,若
OC →=xOA →+yOB →
,其中x , y ∈R ,则x +y 的最大值是( )
A .1 B. 2 C. 3 D .2 解析 法一 以O 为原点,向量OA →,O
B →所在直线分别为x 轴、y 轴建立直角坐标系,设
OA →,OC → =θ,θ∈⎣⎢⎡⎦
⎥⎤0,π2,则OA →=(1,0),OB →=(0,1),OC →
=(cos θ,sin θ). 由OC →=xOA →+yOB →,
∴⎩⎪⎨⎪
⎧x =cos θ,y =sin θ.
∴x +y =cos θ+sin θ=2sin ⎝
⎛⎭⎪⎫θ+π4, θ+π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4
,3π4, ∴x +y 的最大值为 2.
法二 因为点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上,所以|OC →|2=|xOA →+yOB →|2=x 2+y 2+2xyOA →·OB
→=x 2+y 2=1≥(x +y )22.所以x +y ≤ 2.当且仅当x =y =22时等号成立. 答案 B
9.(2015·山东济南一模)O 是平面上一定点,A 、B 、C 是平面上不共线的三个点,动点P
满足:OP →=OA →+λ(AB →|AB →|+AC →|AC →|
),λ∈[0,+∞),则P 的轨迹一定通过△ABC 的( ) A .外心 B .内心 C .重心 D .垂心
解析 作∠BAC 的平分线AD .
∵OP →=OA →+λ⎝ ⎛⎭
⎪⎪⎫AB →|AB →|+AC →|AC →|,
∴AP →=λ⎝ ⎛⎭
⎪⎪⎫AB →|AB →|+AC →|AC →| =λ′·AD →
|AD →|
(λ′∈[0,+∞)), ∴AP →=λ′|AD →|
·AD →,∴AP →∥AD →. ∴P 的轨迹一定通过△ABC 的内心.
答案 B
10.(2014·菏泽质检)如图,已知AB 是圆O 的直径,点C 、D 等分AB ︵,已
知AB →=a ,AC →=b ,则AD →等于( )
A .a -12
b B.12a -b C .a +12b D.12a +b 解析 连接OC 、OD 、CD ,则△OAC 与△OCD 为全等的等边三角形,所以四边形OACD 为平
行四边形,所以AD →=AO →+AC →=12AB →+AC →=12
a +
b ,故选D. 答案 D
二、填空题
11.(2014·南通模拟)△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若p =(a +c ,b ),q =(b -a ,c -a ),且p ∥q ,则角C =________.
解析 因为p ∥q ,则(a +c )(c -a )-b (b -a )=0,
所以a 2+b 2-c 2
=ab ,a 2+b 2-c 22ab =12, 结合余弦定理知,cos C =12
,又0°<C <180°,∴C =60°. 答案 60°
12.(2013·微山一中模拟)已知向量a =(3,-2),b =(x ,y -1),若a ∥b ,则4x +8y 的最小值为________.
解析 ∵a∥b ,∴3×(y -1)-(-2)×x =0,
∴2x +3y =3.故4x +8y =22x +23y ≥222x +3y =223=42,当且仅当2x =3y ,即x =34
,y
=12
时等号成立. 答案 4 2
一年创新演练
13.已知向量OA →,OB →满足|OA →|=|OB →|=1,OA →·OB →=0,OC →=λOA →+μOB →(λ,μ∈R ),若M
为AB 的中点,并且|MC →|=1,则点(λ,μ)在( )
A .以⎝ ⎛⎭
⎪⎫-12,12为圆心,半径为1的圆上 B .以⎝ ⎛⎭⎪⎫12
,-12为圆心,半径为1的圆上 C .以⎝ ⎛⎭⎪⎫-12
,-12为圆心,半径为1的圆上 D .以⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,12为圆心,半径为1的圆上 解析 由于M 是AB 的中点,
∴在△AOB 中,OM →=12
(OA →+OB →), ∴|MC →|=|OC →-OM →|
=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎝ ⎛⎭⎪⎫λ-12OA →+⎝
⎛⎭⎪⎫μ-12OB →=1, ∴⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫λ-12OA →+⎝
⎛⎭⎪⎫μ-12OB →2=1, ∴⎝
⎛⎭⎪⎫λ-122+⎝ ⎛⎭⎪⎫μ-122=1,故选D. 答案 D
14.在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边,向量a =(cos C ,3b -c ),向量b =(cos A ,a ),且a ∥b ,则tan A =________.
解析 a ∥b ⇒(3b -c )cos A -a cos C =0,即3b cos A =c cos A +a cos C ,再由正弦定理得3sin B cos A =sin C cos A +cos C sin A ⇒3sin B cos A =sin(C +A )=sin B ,即cos A =
33,所以sin A =63,tan A =sin A cos A = 2. 答案 2。